JPH02223220A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH02223220A
JPH02223220A JP2016013A JP1601390A JPH02223220A JP H02223220 A JPH02223220 A JP H02223220A JP 2016013 A JP2016013 A JP 2016013A JP 1601390 A JP1601390 A JP 1601390A JP H02223220 A JPH02223220 A JP H02223220A
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JP
Japan
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output
transistor
input
level
level converter
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Pending
Application number
JP2016013A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukiro Suzuki
鈴木 幸郎
Ikuro Masuda
郁朗 増田
Masahiro Iwamura
将弘 岩村
Shinji Katono
上遠野 臣司
Ken Uragami
浦上 憲
Masayoshi Yoshimura
吉邑 昌義
Toshiaki Matsubara
松原 俊明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02223220A publication Critical patent/JPH02223220A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce a propagation delay time and its output capacitor dependency by comprising an output transistor to execute the charge or discharge of the output capacitor of an input/output level converter of a bipolar transistor. CONSTITUTION:The title device is equipped with an internal logic block 11 having plural logic gate circuits including at least CMOS circuits and an input circuit 10 including the bipolar transistor to drive the input of the block. And the plural logic gate circuits are connected mutually with a gate array method. In the level converters of input and output buffers 10 and 12 for TTL-CMOS level conversion for the internal logic block 11 operated by a CMOS level, the output transistor which executes the charge and discharge of the output capacitor of the level converter is comprised of the bipolar transistor. Thereby, the propagation delay time and the capacitor dependency of the input and output buffers 10 and 12 can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、半導体集積回路装置、たとえば入出力レベル
がTTLレベル、内部論理レベルがCMOSレベルの論
理用半導体集積回路装置に利用して有効な技術に関する
ものである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a technology that is effective when used in a semiconductor integrated circuit device, for example, a logic semiconductor integrated circuit device whose input/output level is a TTL level and whose internal logic level is a CMOS level. It is.

〔背景技術〕[Background technology]

第1図は本発明に先立って本願発明者によって検肘され
たところの入出力レベルがTTLレベル。
In FIG. 1, the input/output level tested by the inventor prior to the present invention is the TTL level.

内部論理レベルがCMOSレベルの論理用半導体集積回
路装置ICのブロック図を示す。
1 shows a block diagram of a logic semiconductor integrated circuit device IC whose internal logic level is CMOS level.

かかる回路装置ICはTTLレベルの入力信号IN、、
IN、=4Nn ftcMO8vベルの信号にレベル変
換するための入力バッファ10 、 CMOSレベルで
論理演算動作を実行するための内部論理ブロック11.
この内部論理ブロック11の0M08レベルの出力1号
をTTLレベルの出力信号にレベル変換するための出力
バッファ12を含み、各回路10,11.12は5ボル
トの電源電圧Veeが供給されるとともに、適正に接地
されている。
Such a circuit device IC receives TTL level input signals IN, .
IN,=4Nn ftcMO8v An input buffer 10 for converting the level of the signal into a signal of 4Nn, an internal logic block 11 for performing logic operation at the CMOS level.
It includes an output buffer 12 for level converting the 0M08 level output No. 1 of this internal logic block 11 into a TTL level output signal, and each circuit 10, 11.12 is supplied with a 5 volt power supply voltage Vee, and Properly grounded.

入力バッファ10の入力端子IN、、IN、・・・IN
nに供給されるハイレベル入力電圧Vl旧」は2.0ボ
ルト以上またこのローレベル入力電圧Vihtoは0.
3ボルト以下に設定される。従って、入力バッファ10
の入力端子IN、、IN、・・・INnに関する入力ス
レクシ、ホールド電圧Vithroは0.8ボルトと2
.0ボルトとの間の1.3〜1.5ボルトに設定される
Input terminals IN, IN, ... IN of the input buffer 10
The high level input voltage VlO' supplied to n is 2.0 volts or more, and the low level input voltage Vihto is 0.
Set to 3 volts or less. Therefore, input buffer 10
The input voltages and hold voltages Vithro for the input terminals IN, , IN, ...INn are 0.8 volts and 2
.. It is set at 1.3 to 1.5 volts between 0 volts.

一方、入カパッ7710の出力から得られるハイレベル
出力電圧VOHIOは内部論理ブロック11のハイレベ
ル入力電圧V int 1と等しく設定され、入力バッ
ファ10の出力から得られるローレベル入力電圧VOL
IOは内部論理ブロック11のローレベル入力電圧Vi
hxxと等しく設定される。従って、内部論理ブロック
ll内のCMOSインバータを構成するPチャンネルM
O8FETのスレッシ1ホールド電圧なVTP、Nチャ
ンネルMO8FETのスレッシ8.ホールド電圧VTN
+電源N圧1k Vc c ):−スルト、上記電圧”
0HIO+ V 1)111. pVOLIO+ vi
Lllはそれぞれ次のように設定される。
On the other hand, the high level output voltage VOHIO obtained from the output of the input buffer 7710 is set equal to the high level input voltage V int 1 of the internal logic block 11, and the low level input voltage VOL obtained from the output of the input buffer 10 is set equal to the high level input voltage V int 1 of the internal logic block 11.
IO is the low level input voltage Vi of the internal logic block 11
Set equal to hxx. Therefore, P channel M constituting the CMOS inverter in internal logic block ll
O8FET threshold 1 hold voltage VTP, N channel MO8FET threshold 8. Hold voltage VTN
+Power supply N voltage 1k Vc c ): -Sult, above voltage”
0HIO+V 1)111. pVOLIO+ vi
Each Lll is set as follows.

Vouxo =Vil(tz >Vcc−I VTP 
l  ”(1,)VOLIO=VILl!、 <VTN
         l″(2)Vccを5ボルトj I
VTP 1iko、6ボlトIVTNヲ0.6 ホk 
トに設定スレハ、VOHIOトVIHtx トは4.4
ボルト以下に、VOLIOとV 1Llrとは0.6ボ
ルト以上に設定されろ。
Vauxo = Vil(tz > Vcc-I VTP
l ”(1,)VOLIO=VILl!, <VTN
l'' (2) Vcc to 5 volts j I
VTP 1iko, 6 volt IVTN wo 0.6 hok
Thread set to VOHIO and VIHtx is 4.4
VOLIO and V1Llr should be set to 0.6 volts or more.

従って、内部論理ブロック11内のCMOSインバータ
の入力ロジック・スレッシュホールト電圧Vlthxt
は0.6ボルトと4.4ボルトとの間の約2.5ボルト
に設定される。
Therefore, the input logic threshold voltage Vlthxt of the CMOS inverter within the internal logic block 11
is set at approximately 2.5 volts between 0.6 volts and 4.4 volts.

同様に、内部論理ブロック11のハイレベル出力電圧v
outiと出力バッファ12のノ・イレベル入力電圧V
l旧2とは444ボルト以上に設定され、内部論理ブロ
ック11のローレベル出力電圧VOLIIと出力バッフ
ァ12のローレベル入力電圧ViLx2とは0.6ボル
ト以下に設定され、出力バッファ120入力ロジック・
スレッシュホールドVith12は0.6ボルトと4.
4ボルトとの間の約2.5ボルトに設定されている。
Similarly, the high level output voltage v of the internal logic block 11
outi and the no-level input voltage V of the output buffer 12
The low level output voltage VOLII of the internal logic block 11 and the low level input voltage ViLx2 of the output buffer 12 are set to 0.6 volts or less, and the output buffer 120 input logic
Threshold Vith12 is 0.6 volts and 4.
It is set at about 2.5 volts between 4 volts and 4 volts.

出力バッ7ア12がTTLレベルの出力信号を発生する
ように、出力バッ7ア12のハイレベル出力電圧VOH
IIは2.7ボルト以上に、そのローレベル出力電圧V
OLI!は0.5ボルト以下に設定されている。
The high level output voltage VOH of the output buffer 12 is set so that the output buffer 12 generates a TTL level output signal.
II is 2.7 volts or more, its low level output voltage V
OLI! is set to 0.5 volt or less.

第2図は本発明に先立って本願発明者によって検肘され
た入力バラ7710のひとつを示す回路図であり、Pチ
ャネルM 08  F E T M p+ 2M pす
FIG. 2 is a circuit diagram showing one of the input roses 7710 tested by the inventor of the present invention prior to the present invention, and has a P channel M 08 F E T M p+ 2M p.

NチャネルM 08  F E T M n 1 + 
M n 宜+ M n @ 。
N channel M 08 F E T M n 1 +
M n yi + M n @.

抵抗Rpによって構成されている。各MO8FETのゲ
ート、ンース、ドレインはそれぞれ記号g*s+dKよ
りて示されている。
It is composed of a resistor Rp. The gate, source, and drain of each MO8FET are indicated by the symbol g*s+dK, respectively.

MpI とMn、 とにより構成された1段目CMOS
インバータと、MptとMn、とにより構成された2段
目CMOSインバータとはカスケード接続され、Rpと
Mu、とは、MpIとMrl、のゲート絶縁膜を保護す
るためのゲート保譲回路を構成する。2段目CMOSイ
ンバータのM ptとMn、のドレインに接続された出
力容量Csは実際には、Mpt とMrl、のドレイン
容量、入力バッ7ア10の出力と内部論理ブロック11
の入力との間の配線浮遊容量、内部論理ブロック11の
入力容量によってその値が決定される。
1st stage CMOS composed of MpI and Mn.
The inverter and a second stage CMOS inverter composed of Mpt and Mn are connected in cascade, and Rp and Mu constitute a gate protection circuit for protecting the gate insulating films of MpI and Mrl. . The output capacitance Cs connected to the drains of Mpt and Mn of the second stage CMOS inverter is actually the drain capacitance of Mpt and Mrl, the output of the input buffer 7 and the internal logic block 11.
Its value is determined by the wiring stray capacitance between it and the input of the internal logic block 11, and the input capacitance of the internal logic block 11.

各M08  FETMI)zMりt*MJtMnt+M
n、のチャンネル幅Wとチャンネル長りとの比W/Lは
それぞれ27/3.5.42/3,126/3.5 、
42/3 、15/3に設定され、抵抗Rpは2キロオ
ームの値に設定されている。
Each M08 FETMI)zMrit*MJtMnt+M
The ratio W/L of channel width W and channel length of n is 27/3.5.42/3 and 126/3.5, respectively.
42/3 and 15/3, and the resistance Rp is set to a value of 2 kilohms.

第3図は第2図の入力バッ7ア10の伝播遅延時間tP
HL e j PLHの上記出力容量Csの依存性を示
し、たて軸は伝播遅延時間、横軸は出力容量Csを示し
ている。
FIG. 3 shows the propagation delay time tP of the input buffer 10 in FIG.
The dependence of the output capacitance Cs of HL e j PLH is shown, the vertical axis shows the propagation delay time, and the horizontal axis shows the output capacitance Cs.

第35図に示したように、第1の伝播遅延時間t PH
Lは入力INPUTか50%値を境として変化してから
出力0UTPUTがハイレベルからローレベルに変化す
るに際しその50%値を境として変化するまでの時間と
して定義され、第2の伝播遅延時間t PLHは入力I
NPUTが50%値を境として変化してから出力0UT
PUTがローレベルからハイレベルへ変化するにその5
0%値を境として変化するまでの時間として定義される
As shown in FIG. 35, the first propagation delay time t PH
L is defined as the time from when the input INPUT changes with the 50% value as the border until the output 0UTPUT changes from the high level to the low level with the 50% value as the border, and is the second propagation delay time t. PLH is input I
Output becomes 0UT after NPUT changes around 50% value.
Part 5 when PUT changes from low level to high level
It is defined as the time until it changes from the 0% value.

尚、第35図において、tfは立下り時間、trは立上
り時間として定義される。
Note that in FIG. 35, tf is defined as falling time, and tr is defined as rising time.

このように、!s3図から理解できるように、第2図の
入力バッファ10の第1伝播遅延時間t FILの出力
容量依存性KHL (=ΔtpHL/△Cs)は約0.
8nsec / p F *第2伝播遅延時間L PL
Hの出力容量依存性Khn(=△t PLH/ΔCm)
は約1,4nsec / p Fと、ともに大きなもの
となる。
in this way,! s3, the output capacitance dependence KHL (=ΔtpHL/ΔCs) of the first propagation delay time tFIL of the input buffer 10 in FIG. 2 is approximately 0.
8nsec/pF *Second propagation delay time L PL
Output capacitance dependence of H Khn (=△t PLH/ΔCm)
Both are large, approximately 1.4 nsec/pF.

第2図の入力バッファ10においては、その入力スレッ
シュホールド電圧Vtthloを約1.3〜1.5ボル
トに設定するために1段目CMOSインバータのM I
) 、とMn、のチャンネル幅とチャンネル長との比W
/Lを大きく異ならせており、伝播遅延時間jPHL 
+ 1PLHの出力容量依存性KHL・KLHを小さく
するため2段目のCMo、9イ/バータのM 9 tと
Mn、の比W/I、をともに42/3と大きな値として
Mp、とMrl、のチ¥ンネル・フンダクタンスを大き
くしている。
In the input buffer 10 of FIG. 2, in order to set the input threshold voltage Vtthlo to approximately 1.3 to 1.5 volts, the M I of the first stage CMOS inverter is
), and Mn, the ratio of channel width to channel length W
/L are greatly different, and the propagation delay time jPHL
+ In order to reduce the output capacitance dependence KHL and KLH of 1PLH, the ratio W/I of M9t and Mn of the second stage CMo and 9I/verters are both set to large values of 42/3, and Mp and Mrl are , which increases the channel fundance of .

両出力容量依存性KHL y KLHを小さくするため
には、2段目CMOSインバータのMn5とMn、の比
W/Lをどんどん大きくすれば良いが、これは下記の理
由により集積回路チップ表面上での入力バッファ10の
占有面積の著しい増大をもたらし、集積密度向上に対し
ての阻害となる。
In order to reduce the dependence of both output capacitances KHL y KLH, the ratio W/L between Mn5 and Mn of the second stage CMOS inverter should be increased, but this is because the This results in a significant increase in the area occupied by the input buffer 10, which hinders improvement in integration density.

すなわち、集積回路の製造技術において現在微細化が精
力的に進められているが、現在の紫外線露光によるホト
リソグラフィーではMOS  FETのチャンネル長り
は3μmが下限値であり、MOS  PETの比W/L
を極めて大きな儂とするためにはそのチャンネル幅Wを
極めて大きな値としなければならず、最終的にはそのM
OS  FETの素子領域の面積の著しい増大をもたら
すためである。
In other words, although miniaturization is currently being vigorously promoted in the manufacturing technology of integrated circuits, the lower limit of the channel length of MOS FET in current photolithography using ultraviolet exposure is 3 μm, and the ratio W/L of MOS PET is
In order to make the channel width W extremely large, the channel width W must be made extremely large, and ultimately the M
This is because the area of the element region of the OS FET is significantly increased.

一方、第4図は本発明に先立りて本願発明者によって検
討された出力バッファ12のひとつを示す回路図であり
、PチャンネルMO8FETMp、、Nチャ7ネ、vM
O8FET  Mn4)?:よって構成されている。各
MO8FETのゲート、ソース、ドレインはそれぞれ記
号g+’+dKよって示されている。
On the other hand, FIG. 4 is a circuit diagram showing one of the output buffers 12 studied by the inventor of the present invention prior to the present invention.
O8FET Mn4)? : Therefore, it is configured. The gate, source and drain of each MO8FET are respectively designated by the symbol g+'+dK.

集積回路装置IC内で内部論理ブロック110C’MO
8レベルの出力信号は出力バッ7ア12のMn4とMn
4のゲートに印加されている、30番端子には5ポル゛
トの電源電圧■CCが供給されている。従って、出力バ
ッファ120入力ロジツク・スレッシ、ホールド電圧V
ith1zを約2.5ボルトに設定するためには、Mり
4 とMn4の比W/Lは互いに等しい値に設定される
Internal logic block 110C'MO within the integrated circuit device IC
The 8-level output signal is output from Mn4 and Mn of the output buffer 12.
The power supply voltage CC of 5 ports is supplied to the terminal No. 30, which is applied to the gate of 4. Therefore, the output buffer 120 input logic threshold, hold voltage V
In order to set ith1z to about 2.5 volts, the ratios W/L of Mri4 and Mn4 are set to equal values.

第4図には同様にTTL回路14が表示されており、こ
の回路14には35番端子を介して5ボルトの電源電圧
Vccが供給されている。20番箋子よりTTLレベル
の出力バッ7ア12の出力信号が得られ、32番端子を
介してTTL回路14のマルチエミッタトランジスタQ
、のひとつのエミッタに供給されている。
Similarly, a TTL circuit 14 is shown in FIG. 4, and a power supply voltage Vcc of 5 volts is supplied to this circuit 14 through a terminal No. 35. The output signal of the output buffer 12 at the TTL level is obtained from the 20th terminal, and is sent to the multi-emitter transistor Q of the TTL circuit 14 via the 32nd terminal.
, is fed to one emitter of .

一方、TTL回路としては標準形TTL回路。On the other hand, as a TTL circuit, it is a standard type TTL circuit.

シ曹ットキT T Lfi13 、ロー・パワー・シ璽
ットキT’rLll路、アドバンスト・ロー・パワー・
シ璽ットキTTL回路が発表されており、これらの特性
は、当然のことながら互いに多小異なっている。
Shisotki T T Lfi13, Low Power Shitki T'rLll Road, Advanced Low Power
A number of digital TTL circuits have been published, and their characteristics are, of course, somewhat different from each other.

また、出力バッファ12の出力は多数のTTL回路14
0入力を同時かつ並列に駆動する必要がある。この駆動
能力のひとつのめやすとしては、ロー・パワー・シ胃y
トキTTL回路の20個の入力を並列駆動可能な事であ
る。
Further, the output of the output buffer 12 is transmitted to a large number of TTL circuits 14.
It is necessary to drive the 0 inputs simultaneously and in parallel. One measure of this driving ability is low power
It is possible to drive 20 inputs of the Toki TTL circuit in parallel.

出力バッファ12の出力がローレベルの時には、ロー・
パワー・シ賃ットキTTL回路のひとつの入力から0.
4mAのローレベル入力電流III、が出力バッファ1
2のNチャンネルMO8FB’l’Mn4のドレイン・
ソース径路に流れ込む。従って、上述の如く20個の入
力を出力バッ7ア12がローレベルに駆動するためには
、Mn4は合計gmAを流す必要がある。
When the output of the output buffer 12 is low level, the low level
0.0 from one input of the power switch TTL circuit.
4mA low level input current III, output buffer 1
2 N-channel MO8FB'l'Mn4 drain
flows into the source path. Therefore, in order for the output buffer 12 to drive the 20 inputs to the low level as described above, Mn4 needs to flow a total of gmA.

一方、出力バッファ12のローレベル出力電圧VOL1
tはすでに説明した様に0.5ボルト以下でなければな
らないので、出力バッファ12のNチャンネA/MO8
FET  Mn4のオン抵抗ROMは0.5ボルト/8
ミリアンペア−62,5オ一ム糧度の小さな値に設定し
なければならない。
On the other hand, the low level output voltage VOL1 of the output buffer 12
As explained above, t must be less than 0.5 volts, so N channel A/MO8 of output buffer 12
On-resistance ROM of FET Mn4 is 0.5 volts/8
It must be set to a small value of -62.5 ohms.

このように、Mn4のオン抵抗ROMを小さな値とする
ためには、Mn、の比W/Lを700/3乃至1000
/3という極めて大きな値としなければならない。一方
、上述したように出力バッファ120入カロジツクスレ
ツシユホールド電圧■目h1gを約2..5ボルトに設
定するためにはMP4とMn4の比W/Lはともに等し
い値とする必要があるため、出力バッファ12のPチャ
ンネルMO8FET  MP4の比W/Lも700/3
乃至1000/3という極めて大きな儂としなければな
らない。
In this way, in order to make the on-resistance ROM of Mn4 a small value, the ratio W/L of Mn should be set from 700/3 to 1000.
It must be set to an extremely large value of /3. On the other hand, as mentioned above, the input logic threshold voltage h1g of the output buffer 120 is set to about 2. .. In order to set it to 5 volts, the ratio W/L of MP4 and Mn4 must both be the same value, so the ratio W/L of P-channel MO8FET MP4 of the output buffer 12 is also 700/3.
It must be extremely large, ranging from 1000/3 to 1000/3.

これは同様に、集積回路チップ表面上での出力バッ7ア
12の占有面積の著しい増大をもたらし、集積密度向上
に対しての阻害となるばかりか、下記の理由により内部
論理ブロック11のスイッチング速度の着しい低下を引
き起す。
This also results in a significant increase in the area occupied by the output buffer 12 on the surface of the integrated circuit chip, which not only hinders the improvement of integration density but also increases the switching speed of the internal logic block 11 for the following reasons. causes a severe drop in

すなわち、出力バッファ12の両MO8FETM p 
4 * M n 4の比W/Lをともに大きな値とする
と、両MO8PET  Mp4 s Mnaのゲート容
量も比例して大きな値となる。これらMp4゜Mn4の
ゲート容量は内部論理ブロック11の出力負荷容量とな
るので、内部論理プロ、り11の出力抵抗とこれらゲー
ト容量とが内部論理ブロック11のスイッチング速度の
低下を引き起す。
That is, both MO8FETM p of the output buffer 12
When the ratio W/L of 4*M n 4 is both set to a large value, the gate capacitance of both MO8PET Mp4 s Mna also becomes a proportionally large value. Since these gate capacitances of Mp4°Mn4 become the output load capacitance of the internal logic block 11, the output resistance of the internal logic processor 11 and these gate capacitances cause a reduction in the switching speed of the internal logic block 11.

一方、出力バッファ12の出力は集積回路装置ICの外
部出力端子(20番端子)として導出されるばかりでな
く外部配線を介して多数のTTL回路14の人力端子に
接続されるため、出力バッ7ア12の出力負荷容量Ox
は極めて大きな値となる場合も1.ばしばある。
On the other hand, the output of the output buffer 12 is not only led out as an external output terminal (terminal 20) of the integrated circuit device IC, but also connected to the human power terminals of a large number of TTL circuits 14 via external wiring. A12 output load capacity Ox
1. may be an extremely large value. It happens often.

第5図は第4図の出力バッ7ア12の出力負荷容量Cx
に対する伝播遅延時間!PHL r fPLHの依存性
を示し、たて軸は伝播遅延時間、横軸は出力負荷容量を
示している。
Figure 5 shows the output load capacitance Cx of the output buffer 12 in Figure 4.
Propagation delay time for! The dependence of PHL r fPLH is shown, the vertical axis shows the propagation delay time, and the horizontal axis shows the output load capacity.

とのよ5に、85図から理解できるよ5に、第4図の出
力バッ7アj2の第1伝播遅延時間t PHLの容量依
存性KHL(−ΔtpuL/△Cx)は約0.3nse
c / p F 、 jg 2伝播M鶏時間t PLH
の容量依存性KLH(−△tpLu/△Cx)は約0.
17 n5ec /pFと、ともに大きなものとなる。
As can be understood from Fig. 85, the capacitance dependence KHL (-ΔtpuL/ΔCx) of the first propagation delay time t PHL of the output buffer j2 in Fig. 4 is approximately 0.3 ns.
c/p F, jg 2 propagation M chicken time t PLH
The capacity-dependent KLH (-△tpLu/△Cx) is approximately 0.
17 n5ec /pF, both of which are large.

従りて、本発明の背景技術となった第2図の入力バッフ
ァ100問題点を要約すると、下記の如くとなる。
Therefore, the problems of the input buffer 100 shown in FIG. 2, which are the background art of the present invention, can be summarized as follows.

(1)入力バッファ10の伝播遅延時間の出力容量依存
性を小さくするためKは、入力バッファヱ002段目C
MOSインバータの両M08  FE’l’Mpt 、
Mntの比W/Lを大きくしなければならず、集積密度
向上に対しての阻害となる。特に、集積回路装置ICが
マスタースライス方式もしくはセミカスタムのゲートア
レイ方式である場合は、入力バッファ10の出力に内部
論理ブロック11内の極めて多数のゲーデ入力端子が接
続される可能性があり、入力バッファ10の出力容量O
sが極めて大きくなる場合は、上記の問題点は極めて重
大となる。
(1) In order to reduce the dependence of the propagation delay time of the input buffer 10 on the output capacitance, K is the input buffer 002nd stage C
Both M08 FE'l'Mpt of MOS inverter,
The ratio W/L of Mnt must be increased, which is a hindrance to improving the integration density. In particular, when the integrated circuit device IC is of the master slice type or semi-custom gate array type, there is a possibility that an extremely large number of gated input terminals in the internal logic block 11 are connected to the output of the input buffer 10, and the input Output capacity O of buffer 10
When s becomes extremely large, the above problem becomes extremely serious.

(2)  さらに入力バッファ10の1段目はCMOS
インバータMp+ r Mn1で構成されているため、
RpとMns とによって構成されたゲート保護回路を
接続しても、入力端子IN、に印加されるサージ電圧に
対する両MO8PETのゲート絶縁膜の破壊強度は十分
ではない。
(2) Furthermore, the first stage of the input buffer 10 is CMOS
Since it is composed of inverters Mp+ r Mn1,
Even if a gate protection circuit composed of Rp and Mns is connected, the breakdown strength of the gate insulating films of both MO8PETs against the surge voltage applied to the input terminal IN is not sufficient.

また、本発明の背景技術となった第4図の出力バッファ
12の問題点を要約すると、下記の如くとなる。
Further, the problems of the output buffer 12 shown in FIG. 4, which are the background art of the present invention, can be summarized as follows.

(3)出力バッ7ア120入力ロジック・スレ、シ為ホ
ールド電圧Vith1gを約2.5ボルトに設定すると
ともに出力バッ7ア12のローレベル出力時の電流吸込
能力を高めるためには、両MO8FET  Mp4 、
 Mn4 f)比W/Lをともに互いに等しくかつ大き
な値としなげればならず、集積密度向上に対しての阻害
となる。
(3) In order to set the output buffer 7a 120 input logic thread and hold voltage Vith1g to approximately 2.5 volts and to increase the current sinking ability of the output buffer 7a 12 during low level output, both MO8FETs must be Mp4,
Both Mn4 f) ratios W/L must be set to equal and large values, which hinders the improvement of the integration density.

(4)出力バッ7ア12の両MO8FET  Mp4゜
Mn4の比W/Lを大きくするとこの両M p 4 +
Mn、のゲート容量も大きくなる。従って、内部論理プ
ロ、りの出力抵抗とこれらゲート容量とが内部論理ブロ
ック11のスイッチング速度の低下をもたらす。特に、
内部論理ブロック11の出力段が出力抵抗の大きなMO
S  PETより構成されている場合は、このスイッチ
ング速度の低下は著しい問題となる。
(4) When the ratio W/L of both MO8FETs Mp4°Mn4 of the output buffer 7a 12 is increased, both Mp4 +
The gate capacitance of Mn also increases. Therefore, the output resistance of the internal logic block 11 and the gate capacitance cause a reduction in the switching speed of the internal logic block 11. especially,
The output stage of the internal logic block 11 is an MO with a large output resistance.
In the case of a SPET, this reduction in switching speed becomes a significant problem.

(5)出力バッファ12がMOS  FET  ’Mp
<。
(5) Output buffer 12 is MOS FET 'Mp
<.

Mfm、により構成されているため、伝播遅延時間の出
力負荷容量CXK対する依存性が大きい。特に、出力バ
ッ7ア12の出力に多数のTTL回路140入力端子に
接続される場合は、この問題点は重要となる。
Mfm, the propagation delay time is highly dependent on the output load capacitance CXK. This problem becomes particularly important when the output of the output buffer 12 is connected to a large number of TTL circuit 140 input terminals.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的とするところは、CMOSレベルの入力信
号が印加されることにより0MO8レベルの出力信号を
発生する内部論理ブロックと、この内部論理ブロックの
ためのTTL−0MO8レベル変換の如きレベル変換用
人力バッファおよび/または0MO8−TTLレベル変
換の如きツペル変換用出力パッ7アとを有する半導体集
積回路装置において、集積密度の向上を可能とするとと
もに、上記入力バッファおよび/または上記出力バッ7
アの動作速度の出力容量依存性を小さ(し、またかかる
動作速度を向上することにある。
The object of the present invention is to provide an internal logic block that generates an output signal of 0MO8 level by applying a CMOS level input signal, and a level conversion system such as TTL-0MO8 level conversion for this internal logic block. In a semiconductor integrated circuit device having a manual buffer and/or an output buffer for power conversion such as 0MO8-TTL level conversion, the integration density can be improved, and the input buffer and/or the output buffer
The purpose of this invention is to reduce the dependence of the operating speed on the output capacitance and to improve the operating speed.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本発明細書の記述および添付図面から明らかとなるであ
ろう。
The above and other objects and novel features of the present invention include:
It will become clear from the description of the invention and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、0M08レベルで動作する内部論理ブロック
のためのTTL−CMOTレベル変換用変換用ツカバッ
ファル変換器においては、そのレベル変換器の出力容量
の充電もしくは放電を実行する出力トランジスタをバイ
ポーラ・トランジスタによって構成することにより、M
OS  FETと比較してバイポーラ・トランジスタは
小さな素子寸法でもその出力抵抗が小さくその電流増幅
率が大きく、大きな充電電流もしくは放電電流が得られ
るという作用により、入力バッファの伝播遅延時間およ
びその容量依存性を小さくするという目的を達成するこ
とができる。
That is, in a converting buffer converter for TTL-CMOT level conversion for an internal logic block that operates at the 0M08 level, the output transistor that charges or discharges the output capacitance of the level converter is configured with a bipolar transistor. By this, M
Compared to an OS FET, a bipolar transistor has a small output resistance and a large current amplification factor even with a small element size, and a large charging or discharging current can be obtained, which reduces the propagation delay time of the input buffer and its capacitance dependence It is possible to achieve the purpose of reducing the

また、0MO8レベルで動作する内部論理ブロックのた
めの0MO8−TTLレベル変換変換用出力バッフのレ
ベル変換器においては、そのレベル変換器の出力負荷容
量の充電もしくは放電を実行する出力トランジスタをバ
イポーラ・トランジスタによって構成することにより、
MOS  FETと比較してパイポ11トランジスタは
小さな素子寸法でもその出力抵抗が小さくその電流増幅
率が大きく、大きな充電電流もしくは放電1!流が得ら
れるという作用により、入力バッファの伝播遅延時間お
よびその容量依存性を小さくするという目的を達成する
ことができる。
In addition, in the level converter of the 0MO8-TTL level conversion output buffer for the internal logic block that operates at the 0MO8 level, the output transistor that charges or discharges the output load capacitance of the level converter is a bipolar transistor. By configuring
Compared to a MOS FET, the Pipo 11 transistor has a small element size, but its output resistance is small and its current amplification factor is large, so it can handle a large charging current or discharging 1! By virtue of the effect that the flow is obtained, the purpose of reducing the propagation delay time of the input buffer and its capacity dependence can be achieved.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本発明の実施例を図面に沿って説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第6図は本発明の実施例による論理用半導体集積回路装
置ICのブロック図を示し、第1図の入力バッファ10
の動作と同様の動作を実行するTTL−CM08レベル
変換用変換用ツカバッファ20図の内部論理ブロック1
1と同様に0MO8レベルで動作する内部論理ブロック
21.第1図の出力バッ7アの動作と同様の動作を実行
する0MO8−TTLレベル変換変換用出力フッ7ア2
2み、各回路20.21.22は30番端子を介して5
ボルトの電源電圧Vccが供給されるとともに31番端
子を介して適正に接地されている。
FIG. 6 shows a block diagram of a logic semiconductor integrated circuit device IC according to an embodiment of the present invention, in which the input buffer 10 of FIG.
Internal logic block 1 of the TTL-CM08 level conversion conversion buffer 20 that performs the same operation as
The internal logic block 21.1 operates at the 0MO8 level similarly to .1. 0MO8-TTL level conversion output buffer 7a2 which performs the same operation as the output buffer 7a in FIG.
2, each circuit 20, 21, 22 is connected to 5 through terminal 30.
It is supplied with a power supply voltage Vcc of volts and is properly grounded via terminal No. 31.

入力バク7ア20は複数のTTL−CMOSレベル変換
器201.202・・・20rlを有し、各入力は1番
端子、2番端子・・・19番端子にそれぞれ接続され、
各出力は内部論理ブロック21と回路装置IC内部でア
ルミニウム配線層により接続されている。
The input buffer 7a 20 has a plurality of TTL-CMOS level converters 201, 202...20rl, and each input is connected to the 1st terminal, 2nd terminal...19th terminal,
Each output is connected to the internal logic block 21 by an aluminum wiring layer inside the circuit device IC.

内部論理ブロック21は0MO8、NANDグー)21
1,212,213.21’4さらKCMQ8− No
几ダグ−21(l−1)、2]1さらに必要に応じて0
MO8・エクスクル−ツブORゲート、0MO8・トラ
ンスミッシ璽ン・ゲート。
Internal logic block 21 is 0MO8, NAND goo) 21
1,212,213.21'4 SaraKCMQ8- No
Dag-21 (l-1), 2] 1 and 0 as necessary
MO8 exclusive OR gate, 0MO8 transmission gate.

0MO8インバータなどを含んでいる。Includes 0MO8 inverter, etc.

0MO8−NANDゲート211は例えば第7図に示す
ように、PチャンネルMO8FETM、、M、とNfヤ
ンネルMO8F’ET  M、。
The 0MO8-NAND gate 211 is, for example, a P channel MO8FETM, ,M, and an Nf channel MO8F'ETM, as shown in FIG.

M4とを含む純CMOS回路により構成されている。ま
た、0MO8−NANDゲート211の他の例としては
第8図に示すように、NPNトランジスタQ、、Q、、
抵抗几7.R3をさらに含む準CMOS回路により構成
されることもでき、かかる準CMOS回路はその出力段
がバイボー2・トランジスタQ=  、Qtにより構成
されているため、出力駆動能力が向上され、伝播遅延時
間の出力負荷容量依存性を小さくすることができる。
It is composed of a pure CMOS circuit including M4. Further, as other examples of the 0MO8-NAND gate 211, as shown in FIG.
Resistance 7. It can also be configured by a quasi-CMOS circuit that further includes R3, and since the output stage of such a quasi-CMOS circuit is composed of Bibo2 transistors Q= and Qt, the output drive capability is improved and the propagation delay time is reduced. Output load capacitance dependence can be reduced.

また0MO8−No几ゲート211は例えば第9図に示
すように、PチャンネルMO8FETM、、M、とNチ
ャンネルMO8FET  M、。
Further, the 0MO8-No gate 211 includes, for example, P-channel MO8FETM, M, and N-channel MO8FET M, as shown in FIG.

M4とを含む純CMOS回路により構成されている。ま
た0MO8−NORゲート211の他の例としては第1
O図に示すように、NPNトランジスタQ1.Q2、抵
抗R,、R,をさやに含む準CMOS回路により構成さ
れることもでき、かかる準CMOS回路はその出力段が
バイボー2・トランジスタQ、、Q、により構成されて
いるため、出力駆動能力が向上され、伝播遅延時間の出
力負荷容量依存性を小さくすることができる。
It is composed of a pure CMOS circuit including M4. Further, as another example of the 0MO8-NOR gate 211, the first
As shown in figure O, the NPN transistor Q1. It can also be configured by a quasi-CMOS circuit including Q2 and resistors R, ,R, in the sheath, and since the output stage of such a quasi-CMOS circuit is composed of Bibo2 transistors Q, ,Q, the output drive is The performance is improved, and the dependence of the propagation delay time on the output load capacitance can be reduced.

内部論理ブロック21において、これらの0M08、N
ANDゲート、0MO8−NO几ゲートはマスタースラ
イス方式もしくはセミカスタムのゲートアレイ方式に従
って、種々の形態に接続される。
In the internal logic block 21, these 0M08, N
AND gates and 0MO8-NO gates are connected in various configurations according to the master slice method or semi-custom gate array method.

例えば、第11図に示すように2つの0MO8・NAN
Dゲートを組合せることにより又は第12図に示すよう
に2つの0MO8−NORゲートを組合せることにより
几−87リツプ・70ツブが構成され、第13図に示す
よ5に4つの0MO8・NO几ゲートを組合せることに
よりクロック信号Cにより制御されるゲーテイド几−S
フリ、プ・フロッグが構成される。
For example, as shown in Figure 11, two 0MO8 NAN
By combining D gates or by combining two 0MO8-NOR gates as shown in FIG. 12, a 70-87 lip is constructed, and as shown in FIG. Gated gates controlled by clock signal C by combining gates
Furi, Pu Frog is composed.

このように、顧客のニーズに対応するマスタースライス
方式もしくはゲートアレイ方式の論理用半導体集積回路
装置ICにおいては、その配線パターンのみを変更する
ことにより入力バッ7ア200レベル変換器201.2
02・・・20rlの出力と内部論理ブロック210種
々のゲート又はインバータの入力との間は種々の形態で
接続され、同様に内部論理ブロック210種々のゲート
又はインバータの出力と出力バッ7ア220レベル変換
器221.222・・・22mの入力との間は種々の形
態で接続される。
In this way, in a master slice type or gate array type logic semiconductor integrated circuit device IC that meets customer needs, the input buffer 200 level converter 201.2 can be configured by changing only the wiring pattern.
The outputs of 02...20rl and the inputs of various gates or inverters of the internal logic block 210 are connected in various ways, and the outputs of the various gates or inverters of the internal logic block 210 and the output buffer 220 level are similarly connected. The inputs of the converters 221, 222, . . . 22m are connected in various ways.

出力バッファ22は複数の0MO8−TTIレベル変換
器221.222・・・22mを有し、各出力は20@
端子、21@端子・・・29番端子に接続されている。
The output buffer 22 has a plurality of 0MO8-TTI level converters 221, 222...22m, each output is 20@
Terminal, 21@terminal...Connected to terminal 29.

入力バッファ200レベル変換器201,202・・・
20nの本質的特徴は、下記の通りである。
Input buffer 200 level converter 201, 202...
The essential features of 20n are as follows.

(1)  各レベル変換器201.202・・・20n
の入力スレッシュホールドを圧Vith ハ’r ’r
 L o −vベル入力電圧0.8ボルトとTTLハイ
レベル入力電圧2.0ボルトとの間に設定されている。
(1) Each level converter 201.202...20n
Press the input threshold of Vith
It is set between the L o -v level input voltage of 0.8 volts and the TTL high level input voltage of 2.0 volts.

(2)その入力端子に供給される入力信号に応答して各
レベル変換器201.202・・・2011の出力容量
Cmの充電又は放電を実行する出力トランジスタはバイ
ポーラ・トランジスタにより構成されている。
(2) The output transistor that charges or discharges the output capacitance Cm of each level converter 201, 202, . . . 2011 in response to the input signal supplied to its input terminal is constituted by a bipolar transistor.

さらに、入力バッファ200レベル変換器201゜20
2・・・20nの好しい実施形態上の好適な特徴は下記
の通りである。
Furthermore, an input buffer 200 and a level converter 201゜20
Preferred features of preferred embodiments of 2...20n are as follows.

(3)上記(2)の出力容量Csの放電を実行するバイ
ポーラ出力トランジスタQ、のベースとコレクタとの間
にシ冒ットキー・バリア・ダイオードが接続されている
(3) A Schottky barrier diode is connected between the base and collector of the bipolar output transistor Q, which discharges the output capacitance Cs in (2) above.

(4)各レベル変換器201.202・・・20nの入
力端子に供給される入力信号に応答してその出力により
バイポーラ出力トランジスタQ1のベースを駆動するた
めの駆動トランジスタQ、のベースとコレクタとの間に
第2のシ■ットキー・バリア・ダイオードが接続されて
いる。
(4) The base and collector of the drive transistor Q for driving the base of the bipolar output transistor Q1 with its output in response to the input signal supplied to the input terminal of each level converter 201, 202...20n. A second Schittky barrier diode is connected between the two.

(5)各レベル変換器201,202・・・20nの出
力容量Csの充電を実行する出力トランジスタもバイポ
ーラ・トランジスタQ1により構成されている。
(5) The output transistor for charging the output capacitance Cs of each level converter 201, 202, . . . 20n is also constituted by a bipolar transistor Q1.

(6)高入力インピーダンスおよび増幅作用とを有する
MO8バッファを介して駆動トランジスタQ。
(6) Drive transistor Q via MO8 buffer with high input impedance and amplification effect.

のベース信号又はコレクタ信号が充電用バイポーラ出力
トランジスタQ、のベースに伝達される。
The base or collector signal of Q is transmitted to the base of the charging bipolar output transistor Q.

(力 各レベル変換器201.202・・・20Hの入
力端子と駆動トランジスタQ、のベースとの間にはレベ
ルシフト用のシ盲ットキー・バリア・ダイオードD、が
接続されている。
(Power) Between the input terminal of each level converter 201, 202, .

(8)各レベル変換器201.202−2Onの入力端
子と駆動トランジスタQ、のベースとの間にはPNPエ
ミッタ・7オロワ・トランジスタQ4とレベルシフト用
のPN接合ダイオードD、とが接続されている。
(8) A PNP emitter/7-lower transistor Q4 and a PN junction diode D for level shifting are connected between the input terminal of each level converter 201.202-2On and the base of the drive transistor Q. There is.

第14図乃至第31図は、本発明の実施例による入力バ
ッファ20のレベル変換器201の撞々の回路図を示し
、これら全てのレベル変換器は上記(1)および(2)
の本質的特徴を有し【いる。さらに、これらのレベル変
換器は上記(3)乃至(8)の好適な特徴のうち少なく
とも一個を有している。
14 to 31 show various circuit diagrams of the level converter 201 of the input buffer 20 according to an embodiment of the present invention, and all of these level converters are configured according to the above (1) and (2).
It has the essential characteristics of Furthermore, these level converters have at least one of the preferred features (3) to (8) above.

第14図のレベル変換器201においては、入力i子I
Nlはレベルシフト用のシ■ットキ・バリア・ダイオー
ドD、のカンードに接続され、その7メードは駆動トラ
ンジスタQ、のベースに接続されている。このダイオー
ドD、の順方向電圧V、は0.35ボルト乃至0.41
ボルトに設定される様に、そのバリア金属のai類およ
びバリア面積が定められる。第15図乃至第31図のレ
ベル変換器シvayトキ・バリア・ダイオードD、の順
方向電圧■Pも同様に0.35ボルト乃至0.41ボル
トに設定されている。
In the level converter 201 of FIG. 14, the input i
Nl is connected to the cand of a Schottky barrier diode D for level shifting, and its seventh lead is connected to the base of the drive transistor Q. The forward voltage V of this diode D is 0.35 volts to 0.41 volts.
The ai and barrier area of the barrier metal are determined to be set for the bolt. The forward voltage P of the switching barrier diode D of the level converter shown in FIGS. 15 to 31 is similarly set to 0.35 volt to 0.41 volt.

さらに第14図においては、駆動トランジスタQ、と放
電用出力トランジスタQ、とはそのカギ形のペース電極
信号に示されるように、そのベースとコレクタとの間に
はシ璽ットキ・バリア・ダイオードDが接続されている
。このようにシmットキ・バリア・ダイオード付きのク
ランプド・トランジスタは良く知られているように、極
めて小さい蓄積時間を有する。以下の実施例に゛おいて
、カギ形のベース電極信号を有するトランジスタは、か
かるクランプド・トランジスタであることを示している
。尚、放電用出力トランジスタQ、のベースは、そのベ
ース電荷放電用の5キロオームの抵抗比、。を介して接
地電位点に接続されている。
Furthermore, in FIG. 14, the drive transistor Q and the discharging output transistor Q have a lock barrier diode D between their bases and collectors, as shown by their hook-shaped pace electrode signals. is connected. Clamped transistors with Schottky barrier diodes thus have a very small storage time, as is well known. In the examples below, transistors with key-shaped base electrode signals are shown to be such clamped transistors. Note that the base of the discharge output transistor Q has a resistance ratio of 5 kilohms for discharging the base charge. is connected to the ground potential point via.

また、第14図において、電源電圧Vccとシ嘗ットキ
・バリア・ダイオードD1の7ノードとの間には18キ
ロオームの抵抗比、と2キロオームの抵抗RIffiと
が直列接続されている。両抵抗R,,、R,!の共通接
続点は位相反転器としてのPチャンネルMO8FET 
 Mp、。のゲートに接続され、そのドレインは充電用
出力トランジスタQ、のベースに接続されている。
Further, in FIG. 14, a resistance ratio of 18 kilohms and a resistor Riffi of 2 kilohms are connected in series between the power supply voltage Vcc and the 7th node of the Schittke barrier diode D1. Both resistances R,,,R,! The common connection point is a P-channel MO8FET as a phase inverter.
Mp. , and its drain is connected to the base of the charging output transistor Q.

さらに、レベル変換器201がローレベル出力を発生す
る際に1 トランジスタQ、を確実にオフさせるため、
ダイオードD、が接続されている。
Furthermore, in order to ensure that transistor Q is turned off when the level converter 201 generates a low level output,
A diode D is connected.

充電用出カド2ンジスタQ、のエミッタにおけるレベル
変換器201の出力は出力容量Csに接続されるととも
に内部論理ブロック21のCMOS・NANDゲート2
11の入力に接続されている。
The output of the level converter 201 at the emitter of the charging output transistor Q is connected to the output capacitor Cs and the CMOS NAND gate 2 of the internal logic block 21.
11 inputs.

また、バイポーラ・トランジスタQ、、Q。Also, bipolar transistors Q,,Q.

Q、の各エミッタ面積は100μが乃至144.am’
に設定され、さらにこれより小さな面積とすることも可
能である。さらに、MOS  F’ETの比W/Lは3
2/3乃至64/3の値とされている。
The area of each emitter of Q is 100μ to 144μ. am'
It is also possible to set the area to be smaller than this. Furthermore, the ratio W/L of MOS F'ET is 3
The value is 2/3 to 64/3.

以上の構成を有する第14図の実施例においては、下記
の伝播遅延時間およびその出力容量依存性を有すること
が、本発明者により確認された。
The inventor has confirmed that the embodiment shown in FIG. 14 having the above configuration has the following propagation delay time and its output capacitance dependence.

t PHL (ただしC5=QpFの時) ・・・1.
6 n5ect PLH(ただしC5=QpPの時)・
−・5.7nsecKHL             
o−0,4n5ec/pFKLH…0.4nsec/p
F 上記の伝播遅延時間I PHL * L PLHおよび
出力容量依存性KHL + KLHは、第2図の入力バ
ッ7ア10の特性と比較し、優れたものであることか理
解できる。
t PHL (when C5=QpF)...1.
6 n5ect PLH (when C5=QpP)・
-・5.7nsecKHL
o-0,4n5ec/pFKLH...0.4nsec/p
F It can be seen that the propagation delay time I PHL * L PLH and the output capacitance dependence KHL + KLH described above are superior when compared with the characteristics of the input buffer 10 shown in FIG.

さらに、第14図のレベル変換器201は、下記の理由
により希望の特性を得ることができる。
Furthermore, the level converter 201 in FIG. 14 can obtain desired characteristics for the following reasons.

(1)  シ曹ットキ・バリア・ダイオードD、+7)
[方向電圧V、は0635乃至0.41ボルトに設定さ
れトランジスタQ、、Q、のベース・エミッタ間電圧V
BI!l e VBE2は約0.75ボルトであるため
、レベル変換器201の入力スレッシュホールド電圧V
ithは下記のように設定される。
(1) Barrier diode D, +7)
[The directional voltage V, is set to 0635 to 0.41 volts, and the base-emitter voltage V of the transistors Q, , Q,
BI! l e Since VBE2 is approximately 0.75 volts, the input threshold voltage V of the level converter 201
ith is set as follows.

Vith=−Vr+Vagl+Vagz=1.09乃至
1.15ボルト (2)レベル変換器201の出力容量CIIの放電もし
くは充電を実行する出力トランジスタQ+ 、Q−は出
力抵抗が小さなバイポーラ・トランジスタにより構成さ
れているため、スイッチング動作速度もしくは伝播遅延
時間およびその出力容量依存性を小さくすることができ
る。
Vith=-Vr+Vagl+Vagz=1.09 to 1.15 volts (2) The output transistors Q+ and Q- that discharge or charge the output capacitance CII of the level converter 201 are composed of bipolar transistors with small output resistance. Therefore, the switching operation speed or propagation delay time and its dependence on output capacitance can be reduced.

(3)  飽和領域に駆動されるトランジスタQ、、Q
(3) Transistors Q, , Q driven into the saturation region
.

の各ベースと各コレクタとの間にはそれぞれシ冒ットキ
・バリア・ダイオードが接続されているため、両トラン
ジスタQ、、Q、がオ/からオフにスイッチ動作するに
際し、その蓄積時間を小さくすることができる。
Since a Schottky barrier diode is connected between each base and each collector of Q, the accumulation time is reduced when both transistors Q, Q, switch from ON to OFF. be able to.

(4)抵抗R,1,几、tの共通接続点の電位が上昇し
て位相反転用MO8FET  Mp+。、充電用出力ト
ランジスタQ、がオフするに際して、MOSFET  
MP++のゲートの入力インピーダンスは非常に高いた
め、上記共通接続点からMp、0のゲートに流入する電
流は非常に小さくなる。従って、MOS  FET  
Mf)t。ではなくバイボー2・トランジスタによって
位相反転器を構成する場合と比較すれば、充電用出方ト
ランジスタQ、をオフからオンヘスイッチするための動
作速度が向上される。
(4) The potential at the common connection point of resistors R, 1, 几 and t rises, resulting in phase inversion MO8FET Mp+. , when the charging output transistor Q is turned off, the MOSFET
Since the input impedance of the gate of MP++ is very high, the current flowing from the common connection point to the gate of Mp,0 becomes very small. Therefore, MOS FET
Mf)t. Compared to the case where the phase inverter is configured by a Bibo 2 transistor instead, the operating speed for switching the charging output transistor Q from off to on is improved.

第15図のレベル変換器201は他のPN接合ダイオー
ドD、が追加されている点のみが第14図のものと相違
し、かかるD4の追加によりレベル変換器のローレベル
出力電圧をさらに低下することができる。
The level converter 201 in FIG. 15 differs from the one in FIG. 14 only in that another PN junction diode D is added, and the addition of this D4 further reduces the low level output voltage of the level converter. be able to.

第15図のレベル変換器201については、その伝播遅
延時間およびその出力容量依存性が、本発明者により下
記の通り確認された。
Regarding the level converter 201 shown in FIG. 15, the propagation delay time and its output capacitance dependence were confirmed by the inventor as follows.

t PHL (ただしC5=OpFの時)・・1.89
nsectpt、n(ただしC5=OpFの時)−6,
37naecKHL             ・・・
0.4 n5ec /pFKLH=0.4 n5ec/
pF’ さらに、第15図のレベル変換器201においても、第
14図の場合と同じ理由から希望の特性を得ることがで
きる。
t PHL (However, when C5=OpF)...1.89
nsectpt, n (when C5=OpF) -6,
37naecKHL...
0.4 n5ec/pFKLH=0.4 n5ec/
pF' Further, the level converter 201 in FIG. 15 can also obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 14.

第16図のレベル変換器201は駆動トランジスタQ、
のコレクタ接続方法のみが第14図のものと相違し、か
かる第16図のレベル変換器の伝播遅延時間およびその
出力容量依存性が下記の通り確認された。
The level converter 201 in FIG. 16 includes a drive transistor Q,
Only the collector connection method in FIG. 14 is different from that in FIG. 14, and the propagation delay time of the level converter in FIG. 16 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

tpuL(ただしC5==OpFの時)”1.81ns
ectpLH(ただしC5=OpFの時)・・・5.0
8nsecKHL             ”・0.
4 n5ec/pFKL!(…0.4 n5ec/pF また、第16図のレベル変換器201においても、第1
4図の場合と同じ理由から希望の特性を得ることができ
る。
tpuL (when C5==OpF)"1.81ns
ectpLH (when C5=OpF)...5.0
8nsecKHL”・0.
4 n5ec/pFKL! (...0.4 n5ec/pF Also, in the level converter 201 in FIG. 16, the first
Desired characteristics can be obtained for the same reason as in the case of Figure 4.

第17図の各レベル変換器201は位相反転用MO8F
ET  Mp、。のドレインと充電用出力トランジスタ
Q、のベースとの間に他のNPNトランジスタQ、が接
続されている点のみが第15図のものと相違し、かかる
第17図のレベル変換器の伝播遅延時間およびその出力
容量依存性が下記の通り確認された。
Each level converter 201 in FIG. 17 is a MO8F for phase inversion.
ET Mp,. The only difference from the one in FIG. 15 is that another NPN transistor Q is connected between the drain of the charging output transistor Q and the base of the charging output transistor Q, and the propagation delay time of the level converter in FIG. And its output capacity dependence was confirmed as follows.

t PHL (ただしC5==OpFの時)・・・2.
O1nsectrhii(ただしC5==OpFの時)
”・7.30nsecKHL            
 ・・・0.4 n5ec/pFKLH”・0.4 n
5ec/pF 第18図のレベル変換器201においては、トランジス
タQ、、Q、はショットキ・バリア・ダイオード付きの
クランプド・トランジスタであり、放電用出力トランジ
スタQ、のベースはベース電荷放電用の5キロオームの
抵抗R8゜を介して接地電位点に接続されている。また
、トランジスタQ。
t PHL (However, when C5==OpF)...2.
O1nsectrhii (when C5==OpF)
”・7.30nsecKHL
...0.4 n5ec/pFKLH”・0.4 n
5ec/pF In the level converter 201 of FIG. 18, the transistors Q, , Q, are clamped transistors with Schottky barrier diodes, and the base of the discharging output transistor Q, is 5 kΩ for discharging the base charge. It is connected to the ground potential point via a resistor R8°. Also, transistor Q.

のコレクタにはコレクタ電流制限用の20キロオームの
抵抗現、が接続されている。
A 20 kilohm resistor for collector current limiting is connected to the collector.

電源電圧Vccとシ嘗ットキ・バリア・ダイオードD1
の7ノードとの間には18キロオームの抵抗R8Iと2
キロオームの抵抗R1,とが直列に接続されている。両
抵抗几11 t ”Itの共通接続点は充電用出力トラ
ンジスタとしてのPチャンネル間O8FET  Mp+
+のゲートに接続されている。
Power supply voltage Vcc and shuttling barrier diode D1
A resistor R8I of 18 kilohms and a 2
A kilohm resistor R1 is connected in series. The common connection point of both resistors is the P-channel O8FET Mp+ as a charging output transistor.
It is connected to the + gate.

また、このM p、、の比W/Lは64/3である。Further, the ratio W/L of Mp, , is 64/3.

かかる第18図のレベル変換器201の伝播遅延時間お
よびその出力容量依存性が下記の通り確認された。
The propagation delay time of the level converter 201 shown in FIG. 18 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

tpHL(ただしC5=OpFの時) ・・−1,9n
5ectpLH(ただしC5=OpFの時)−2,9n
secKnL・・・0.4 n5ec/pF K LH…1.3 n5ec/pF さらに、第18図のレベル変換器201は、下記理由に
より希望の特性を得ることができる。
tpHL (when C5=OpF)...-1,9n
5ectpLH (when C5=OpF) -2,9n
secKnL...0.4 n5ec/pF K LH...1.3 n5ec/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 18 can obtain desired characteristics for the following reason.

(1)第14図の場合と同様に、レベル変換器2010
入カスレツジ島ホールド電圧■ithヲ1.09乃至1
.15ボルトに設定することができる。
(1) As in the case of FIG. 14, the level converter 2010
Input voltage hold voltage ■ith 1.09 to 1
.. It can be set to 15 volts.

(2)レベル変換器201の出力容量C3の放電を実行
する出力トランジスタQ、は出力抵抗の小さなバイポー
ラ・トランジスタにより構成されているため、出力容量
放電時のスイッチング動作速度もしくは伝播遅延時間お
よびその出力容量依存性を小さくすることができる。
(2) Since the output transistor Q that discharges the output capacitance C3 of the level converter 201 is composed of a bipolar transistor with small output resistance, the switching operation speed or propagation delay time when discharging the output capacitance and its output Capacity dependence can be reduced.

(3)第14図の場合と同様に、トランジスタQ++Q
、の蓄積時間を小さくすることができる。
(3) As in the case of Fig. 14, transistor Q++Q
, the accumulation time can be reduced.

第19図のレベル変換器201においては、トランジス
タQ、、Q、はシ冒ットキ・バリア・ダイオード付きの
り2ンプド・トランジスタであり、放電用出力トランジ
スタQ、のベースはベース電荷放電用の5キロオームの
抵抗R2゜を介して接地電位点に接続されている。トラ
ンジスタQ、のコレクタには8キロオームの負荷抵抗R
1,が接続され、電源電圧Vccとシ璽ットキ・バリア
・ダイオードD、のアノードとの間には20キロオーム
の抵抗R24が接続されている。駆動トランジスタQ!
のコレクタ信号は充電用出力トランジスタとしてのNチ
ャンネルMOB  FET  Mn1tのゲートに接続
されている。また、このMn11の比W/Lは64/3
に設定されている。
In the level converter 201 of FIG. 19, the transistors Q, Q, are glued transistors with shield barrier diodes, and the base of the discharging output transistor Q, is 5 kΩ for base charge discharging. It is connected to the ground potential point via a resistor R2°. A load resistance R of 8 kilohms is placed on the collector of the transistor Q.
1, and a 20 kilohm resistor R24 is connected between the power supply voltage Vcc and the anode of the Schottky barrier diode D. Drive transistor Q!
The collector signal of is connected to the gate of an N-channel MOB FET Mn1t as a charging output transistor. Moreover, the ratio W/L of this Mn11 is 64/3
is set to .

かかる第19図のレベル変換器201つ伝播遅延時間お
よびその出力容量依存性が下記の通り確認された。
The propagation delay time of the level converter 20 in FIG. 19 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

t PHL (ただしC5=OpFの時) ・・・1.
1 n5ectPLH(ただしC5=OpFの時戸・・
8.6nsecKHL             争・
・0.3nsec/pFKLH=2.0nsec/pF さらに、第19図のレベル変換器201は、第18図の
、場合と同様な理由により希望の特性な得ることかでき
る。
t PHL (However, when C5=OpF)...1.
1 n5ectPLH (however, C5=OpF Tokito...
8.6nsecKHL conflict/
-0.3 nsec/pFKLH=2.0 nsec/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 19 can obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 18.

第20図のレベル変換器201においては、トランジス
タQ、、Q、は同様にクランプド・トランジスタであり
、放電用出力トランジスタQ、のベースにはベース電荷
放電用の5キロオームの抵抗も。を介して接地電位点に
接続されて〜)る。トランジスタQ、のコレクタには1
0キロオームの負荷抵抗几、6が接続され、電源電圧V
ccとシ曽ットキ・バリア・ダイオードD、のアノード
との間には20キロオームの抵抗RI4が接続されてい
る。駆動トランジスタQ、のコレクタ信号は増幅用トラ
ンジスタとしてのNチャンネルM08  FET  M
nnのゲートに印加され、Mfl+3の比W/Lは32
/3に設定され、Mn+sのドレインには20キロオー
ムの負荷抵抗比、が接続されている。Mntsのドレイ
ン信号は増幅用トランジスタとしてのPチャンネル間O
8FET  Mptmのゲートに印加され、Mp、、の
比W/Lは64/3に設定され、Mp、、のドレイ/に
は10キロオームの負荷抵抗かつ充電用バイポーラ出カ
ド2ンジスタQ、のペース電荷放電用抵抗としての几3
.が接続されている。
In the level converter 201 of FIG. 20, the transistors Q, , Q, are similarly clamped transistors, and the base of the output transistor Q for discharging also has a 5 kilohm resistor for discharging the base charge. connected to the ground potential point via ~). 1 at the collector of transistor Q.
A load resistor of 0 kilohms is connected, and the power supply voltage V
A 20 kilohm resistor RI4 is connected between cc and the anode of the Schottky barrier diode D. The collector signal of the drive transistor Q is an N-channel M08 FET M as an amplification transistor.
applied to the gate of nn, and the ratio W/L of Mfl+3 is 32
/3, and a load resistance ratio of 20 kilohms is connected to the drain of Mn+s. The drain signal of Mnts is connected between P channels as an amplification transistor.
It is applied to the gate of 8FET Mptm, the ratio W/L of Mp, , is set to 64/3, the drain of Mp, , has a load resistance of 10 kilohms, and the pace charge of the bipolar output transistor Q, for charging.几3 as a discharge resistor
.. is connected.

かかる第20図のレベル変換器201の伝播遅延時間お
よびその出力容量依存性が下記の通り確認された。
The propagation delay time of the level converter 201 shown in FIG. 20 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

t PHL (ただしC5=OpFO時)・・−2,2
nsectpLH(ただしC5=OpFの時) −・・
7.5 n5ecKHL             …
0.4 n5ec/pFKLH・・・0.4 n5ec
/pF さらに、第20図のレベル変換器201は、下記理由に
より希望の特性を得ることができる。
t PHL (However, when C5=OpFO)...-2,2
nsectpLH (when C5=OpF) -...
7.5 n5ecKHL…
0.4 n5ec/pFKLH...0.4 n5ec
/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 20 can obtain desired characteristics for the following reason.

(1)第14図の場合と同様に、レベル変換器2010
入カスレツシユホールド電圧vithを1.09乃至1
.15ボルトに設定することができる。
(1) As in the case of FIG. 14, the level converter 2010
Set the input threshold voltage between 1.09 and 1.
.. It can be set to 15 volts.

(2)  第14図の場合と同様に、出力容量Csの充
放電におけるスイッチング動作速度もしくは伝播遅延時
間およびその出力容量依存性を小さくすることができる
(2) As in the case of FIG. 14, the switching operation speed or propagation delay time in charging and discharging the output capacitance Cs and its dependence on the output capacitance can be reduced.

(3)第14図の場合と同様に、トランジスタQstQ
、の蓄積時間を小さくすることができる。
(3) As in the case of FIG. 14, transistor QstQ
, the accumulation time can be reduced.

(4)駆動トランジスタQ、のコレクタ電位が上昇し【
充電用出力トランジスタQ、がオフからオンにスイッチ
動作するに際し、増幅用MO8FETであるM n I
aとMp、、とはQ!のコレクタ電位変化を増幅してQ
、のペースに伝達するばかりではなく、Mn8  FE
T  Mn+mのゲート人力インピーダンスが極めて大
きいことによりQ、のコレクタからQ、のペースへの大
きなペース電流の直接流入を禁止するため、出力トラン
ジスタQ3のスイッチング速度を向上することができる
(4) The collector potential of the drive transistor Q increases and [
When the charging output transistor Q switches from off to on, the amplification MO8FET M n I
a and Mp,, is Q! Amplify the collector potential change of Q
, as well as transmitting the pace of the Mn8 FE
The extremely large gate impedance of T Mn+m prohibits a large pace current from flowing directly from the collector of Q to the pace of Q, thereby increasing the switching speed of the output transistor Q3.

第21図のレベル変換器201においては、QI#Q、
はクランプド・トランジスタ11はレベルシフト用のシ
璽ットキ・バリア・ダイオードであり、抵抗R8゜、 
R,4,R,、はそれぞれ5キロオーム、20キロオー
ム、8キロオームに設定されている。駆動トランジスタ
Q、のコレクタ信号は電圧増幅器としてのCMOSイン
バータを構成するPチャンネルMO8PET  Mp1
4とNチャンネ# M O8F E T  M n 1
4の両ゲートに印加され、MMO8FET  MP+a
、Mnnのドレイン信号は充電用出力トランジスタとし
てのPチャンネルMO8FET  Mp、、のゲートに
印加されるOMp、4. Mn+41 Mp+t(7)
各地W/L+−!、それぞれ24/3.22/3.64
/3に設定されている。
In the level converter 201 of FIG. 21, QI#Q,
The clamped transistor 11 is a shuttling barrier diode for level shifting, and the resistor R8°,
R, 4, R, are set to 5 kilo ohms, 20 kilo ohms, and 8 kilo ohms, respectively. The collector signal of the drive transistor Q is a P-channel MO8PET Mp1 that constitutes a CMOS inverter as a voltage amplifier.
4 and N channel # M O8F E T M n 1
MMO8FET MP+a
, Mnn drain signals are applied to the gates of P-channel MO8FETs Mp, , as charging output transistors OMp, 4. Mn+41 Mp+t(7)
W/L+- in various places! , 24/3.22/3.64 respectively.
/3.

かかる、第21図のレベル変換器201の伝播遅延時間
およびその出力容量依存性が下記の通り確認された。
The propagation delay time of the level converter 201 shown in FIG. 21 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

tpuL(ただしCs = Op Fの時)・・・2.
02n3eC・tpt、H(ただしCs = Op F
の時)・・・4,27nsecKHL        
    …0.42nsec/pFKLH・・・1.3
2nsec/pF さらに、第21図の各レベル変換器201は、下記の理
由により希望の特性を得ることができる。
tpuL (when Cs = Op F)...2.
02n3eC・tpt, H (Cs = Op F
)...4,27nsecKHL
...0.42nsec/pFKLH...1.3
2 nsec/pF Furthermore, each level converter 201 in FIG. 21 can obtain desired characteristics for the following reasons.

(1)第14図の場合と同様に、レベル変換器201の
入力スレッジ、ホールド電圧vtthを1.09乃至1
.15ボルトに設定することができる。
(1) As in the case of FIG. 14, set the input threshold and hold voltage vtth of the level converter 201 to 1.09 to 1.
.. It can be set to 15 volts.

(2)レベル変換器201の出力容量C3の放電を実行
する出力トランジスタQ、は出力抵抗′の小さなバイポ
ーラ・トランジスタにより構成されているため、出力容
量放電時のスイッチング動作速度もしくは伝播遅延時間
およびその出力容量依存性を小さくすることができる。
(2) The output transistor Q that discharges the output capacitance C3 of the level converter 201 is composed of a bipolar transistor with a small output resistance. Output capacitance dependence can be reduced.

(3)第14図の場合と同様K、トランジスタQllQ
、の蓄積時間を小さくすることができる。
(3) As in the case of Fig. 14, K, transistor QllQ
, the accumulation time can be reduced.

第22図のレベル変換器201においてh>、Q+は放
電用出力トランジスタとしてのクランプド・トランジス
タであり、入力端子IN、にはレベルシフト用のシ冒ッ
トキ・バリア・ダイオードD10カソードが接続されて
いる。D、のアノードと脂のペースとの間にはレベルシ
フト用のPN接合ダイオードD、が接続され、電源電圧
VccとDI。
In the level converter 201 in FIG. 22, h>, Q+ is a clamped transistor as an output transistor for discharging, and the cathode of a Schottky barrier diode D10 for level shifting is connected to the input terminal IN. . A PN junction diode D for level shifting is connected between the anode of D and the fat paste, and the power supply voltages Vcc and DI are connected.

D−の両アノードとの間には10キロオームと等しい抵
抗値に定められた抵抗R,,,R,。が直列接続され、
入力端子IN、とQlのペースとの間には、ペース電荷
放電用のシ嘗ットキ・バリア・ダイオードD・が接続さ
れている。
Between both anodes of D- is a resistor R, , , R, whose resistance value is equal to 10 kilohms. are connected in series,
A switch barrier diode D for discharging the pace charge is connected between the input terminal IN and the pace of Ql.

抵抗R1,、R,。の共通接続点は充電用出力トランジ
スタとしてのPチャンネルMO8F・ETMp、、のゲ
ートに接続され、M p、、の比W/Lは64/3に設
定されている。
Resistance R1,,R,. The common connection point of Mp, , is connected to the gate of a P-channel MO8F.ETMp, , which serves as a charging output transistor, and the ratio W/L of Mp, , is set to 64/3.

かかる、第22図のレベル変換器の伝播遅延時間および
その出力容量依存性が下記の通り確認された。
The propagation delay time of the level converter shown in FIG. 22 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

t IIHL (ただしC5=QpFの時)・・・2.
44nsectpLn(ただしC5=OpFの時) ・
・・5.41 n5ecKHL           
   ・・・1.0nsec/pFKLH=5.3ns
ec/pF’ さらに、第22図のレベル変換器201は、下記の理由
により希望の特性を得ることができる。
t IIHL (However, when C5=QpF)...2.
44nsectpLn (when C5=OpF) ・
・・5.41 n5ecKHL
...1.0nsec/pFKLH=5.3ns
ec/pF' Furthermore, the level converter 201 in FIG. 22 can obtain desired characteristics for the following reason.

(1)シ雪ットキ・バリア・ダイオードD、の順方向電
圧vFは0.35乃至0.41ボルトに設定され、PN
接合ダイオードD、の順方向電圧V、は0.75ボルト
に、トランジスタQ、のベース・エミッタ間電圧vag
xは0.75ボルトであるため、トランジスタQ、がオ
ンとなるためのレベル変換器2010入カスレツジ、ホ
ールド電圧Vlthは下記のように設定される。
(1) The forward voltage vF of the snow barrier diode D is set to 0.35 to 0.41 volts, and the PN
The forward voltage V, of the junction diode D, is 0.75 volts, and the base-emitter voltage vag of the transistor Q,
Since x is 0.75 volts, the voltage and hold voltage Vlth input to the level converter 2010 for turning on the transistor Q is set as follows.

Vith=−VFI +VF5 +VBI11−1.0
9乃至1.15ボルト (2)出力容量Csの放電を実行する出力トランジスタ
Q、は出力抵抗の小さなバイポーラ・トランジスタによ
り構成されているため、スイッチング時間もしくは伝播
遅延時間およびその出力容量依存性を小さくすることが
できる。
Vith=-VFI +VF5 +VBI11-1.0
9 to 1.15 volts (2) Since the output transistor Q, which discharges the output capacitance Cs, is composed of a bipolar transistor with small output resistance, the switching time or propagation delay time and its dependence on the output capacitance can be reduced. can do.

(3)トランジスタQ、はり2ンプド・トランジスタで
あるため、その蓄積時間を小さくすることができる。
(3) Since the transistor Q is a double-amplified transistor, its storage time can be reduced.

第23図のレベル変換器201においては、Q、。In the level converter 201 of FIG. 23, Q.

Q、はクランプド・トランジスタ、D、はレベルシフト
用のシ雪ットキ・バリア・ダイオードであり、抵抗馬。
Q is a clamped transistor, D is a level shift barrier diode, and is a resistance horse.

、 R,、、R,、はそれぞれ5キロオーム、20キロ
オーム、8キロオームに設定されている。駆動トランジ
スタQ!のコレクタ信号は電圧増幅器としてのCMOS
インバータを構成するPチャンネルMO8FET  M
pr+とNチャンネA/MO8FET  MnI4の両
ゲートニ印加され、両、Mp8  PETのドレイン出
力はスイッチ用のPチャンネルMO8FET  Mp、
・のゲートニ印加される。M pH41M n+4 、
 M pHの各地W/Lはそれぞれ24/3.32/3
.64/3に設定されている。
, R, , R, are set to 5 kilohms, 20 kilohms, and 8 kilohms, respectively. Drive transistor Q! The collector signal of CMOS as a voltage amplifier
P-channel MO8FET M that constitutes the inverter
pr+ and N-channel A/MO8FET MnI4 are applied to both gates, and the drain output of both Mp8 PET is connected to the switch P-channel MO8FET Mp,
・A gate voltage is applied. M pH41M n+4,
The local W/L of M pH is 24/3.32/3 respectively.
.. It is set to 64/3.

MOS  FE’r  Mp、、のドレイン出力は充電
用出力トランジスタとしてのバイボー2・トランジスタ
Q3のベースに印加されている。
The drain output of the MOS FE'r Mp, , is applied to the base of the Bibo2 transistor Q3, which serves as a charging output transistor.

かかる、第23図のレベル変換器の伝播遅延時間および
その出力容量依存性が下記の通り確認された。
The propagation delay time of the level converter shown in FIG. 23 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

t PHL (ただしC5=OpFの時)・・・5.0
7nsectpt、H(ただしC5=Qppの時戸”5
.09 n5ecKHL             …
0.4 n5ec/pFKLH・・・0.4nsec/
pF さらに、第23図のレベル変換器201は、下記理由に
より希望の特性を得ることができる。
t PHL (However, when C5=OpF)...5.0
7nsectpt, H (however, C5=Qpp's Tokito"5
.. 09 n5ecKHL…
0.4 n5ec/pFKLH...0.4nsec/
pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 23 can obtain desired characteristics for the following reason.

(1)第44図の場合と同様に、レベル変換器2010
入カスレツジ、ホールド電圧vtthを1.09乃至1
.15ボルトに設定することができる。
(1) As in the case of Fig. 44, the level converter 2010
Input voltage and hold voltage vtth from 1.09 to 1
.. It can be set to 15 volts.

(2)第14図の場合と同様に、出力容量Csの充放電
におけるスイッチング動作速度もしくは伝播遅延時間お
よびその出力容量依存性を小さくすることができる。
(2) As in the case of FIG. 14, the switching operation speed or propagation delay time in charging and discharging the output capacitance Cs and its dependence on the output capacitance can be reduced.

(3)第14図の場合と同様に1 トランジスタQrt
Q、の蓄積時間を小さくすることができる。
(3) As in the case of Fig. 14, 1 transistor Qrt
The accumulation time of Q can be reduced.

(4)駆動トランジスタQ、のコレクタ電位が上昇して
充電用出力トランジスタQ、がオフからオンにスイッチ
動作するに際し、CMOSイイパータM pH4、M 
n、4はQ、のコレクタ電位変化を増幅してQ、のベー
スに伝達するばかりではなく、MOS  FET  M
pla t MnI<のゲート大刀インピーダンスが極
めて大きいことによりQ、のコレクタからQ、のベース
への大きなベース電流の直接流入を禁止するため、出力
トランジスタQ、のスイッチング速度を向上することが
できる。
(4) When the collector potential of the drive transistor Q rises and the charging output transistor Q switches from off to on, the CMOS equalizer M pH4, M
n,4 not only amplifies the collector potential change of Q and transmits it to the base of Q, but also MOS FET M
The extremely large gate impedance of plat MnI prevents a large base current from flowing directly from the collector of Q to the base of Q, thereby improving the switching speed of the output transistor Q.

第24図のレベル変換器201は充電用出方トランジス
タQ、のベース電荷放電用の10キロオームの抵抗RI
6がQsのベース・エミッタ間に接続されている点のみ
が第23図のものと相違し、かかる@24図のレベル変
換器201についても、その伝播遅延時間およびその出
力容量依存性が下記の通り確認された。
The level converter 201 in FIG. 24 is a charging output transistor Q, and a 10 kilohm resistor RI for discharging the base charge.
The only difference from the one in FIG. 23 is that 6 is connected between the base and emitter of Qs, and the propagation delay time and output capacitance dependence of the level converter 201 in FIG. street confirmed.

Lpux、(ただしC5==OpFの時)”6.2ns
ec’ tphH(ただしC5==opFの時)・・4
.9nsecKHL              ・・
・0.4 n5ec/pFKLH−0,4n5ec/p
F さらに、第24図のレベル変換器201は、第23図の
場合と同様な理由により希望の特性を得ることができる
Lpux, (when C5==OpF) "6.2ns
ec' tphH (when C5==opF)...4
.. 9nsecKHL...
・0.4 n5ec/pFKLH-0,4n5ec/p
F Furthermore, the level converter 201 in FIG. 24 can obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 23.

第25図のレベル変換器201は、放電用出力トランジ
スタQ、のベース電荷放電回路の抵抗R1゜が1.5キ
ロオームの抵抗RI1.,3キロオームの抵抗R,,、
クランプド・トランジスタQ・によす構成されたアクテ
ィブ・プルダウン回路により置換され、充電用出力トラ
ンジスタQ、のベース電荷を放電するためのシ璽ットキ
・バリア・ダイオードがQ、のベースとQ、のコレクタ
との間に接続されている点のみが第24図のものと相違
し、かかる第25図についても、その伝播遅延時間およ
びその出力容量依存性が下記の通り確認された。
The level converter 201 in FIG. 25 has a base charge discharging circuit of a discharging output transistor Q whose resistance R1 is a resistor RI1. , 3 kiloohm resistance R,,,
A clamped transistor Q is replaced by an active pull-down circuit configured with a shutoff barrier diode for discharging the base charge of the charging output transistor Q, at the base of Q, and at the collector of Q. The only difference from the one shown in FIG. 24 is the connection between the two, and the propagation delay time and its output capacitance dependence in FIG. 25 were confirmed as follows.

t PHL (ただしC5=−OpFQ時)−・5.5
nsectpLH(ただしC5=QpFの時片”5.3
nsecKHL             =0.4 
n5ec/pFKLH…0.4 n5ec/pF さらに、第25図のレベル変換器201は、第23図の
場合と同様な理由により希望の特性を得ることができる
t PHL (when C5=-OpFQ) -・5.5
nsectpLH (where C5=QpF time piece"5.3
nsecKHL=0.4
n5ec/pFKLH...0.4 n5ec/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 25 can obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 23.

第26図のレベル変換器201は、第25図のアクティ
ブ・プルダウン回路B、。、R3゜?Q6 と同じアク
ティブ・プルダウン回路によって放電抵抗R3゜が置換
されている点のみが第24図のものと相違し、かかる第
26図についても、その伝播遅延時間およびその出力容
量依存性が下記の通り確認された。
The level converter 201 in FIG. 26 is the active pull-down circuit B in FIG. 25. , R3゜? The only difference from the one in Fig. 24 is that the discharge resistor R3° is replaced by the same active pull-down circuit as Q6, and the propagation delay time and its output capacitance dependence in Fig. 26 are as follows. confirmed.

t PHL (ただしC5=OpPO時)・−・8.8
2nsectptH(ただしC5=QpFの時)−・・
4.7nsecKHL             …0
.4 n5ec/pFKLH…0.4 n5ec/pF さらに、第26図のレベル変換器201は、第23図の
場合と同様な理由により希望の特性を得ることができる
t PHL (However, when C5=OpPO)・-・8.8
2nsectptH (when C5=QpF) ---
4.7nsecKHL…0
.. 4 n5ec/pFKLH...0.4 n5ec/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 26 can obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 23.

第27図のレベル変換器201においては、バイポーラ
・トランジスタQ+−QオtQaはそれぞれ放電用出カ
ド2ンジスタ、駆動トクンジスタ。
In the level converter 201 of FIG. 27, bipolar transistors Q+-QotQa are a discharge output transistor and a drive transistor, respectively.

充電用出力トランジスタであり、D、、D、はそれぞれ
レベルシフト用のシ曹ットキ・バリア・ダイオード、P
N接合ダイオードであり、几、4. R,。。
These are output transistors for charging, and D, , and D are respectively level-shifting Schottky barrier diodes and P.
It is an N-junction diode, and 4. R. .

R1,、R,、はそれぞれ20キロオーム、8キロオー
ム、10キロオーム、10キロオームom抗であり、M
P+s # MrsHはそれぞれPチャンネルM08 
 FE’r、NチャンネルMO8FB’l’であり、両
Mp+a l Mnl@の比W/Lはともに32/3と
等しい値に設定されている。
R1, , R, , are respectively 20k ohm, 8k ohm, 10k ohm, 10k ohm om resistance, and M
P+s #MrsH is each P channel M08
FE'r, N-channel MO8FB'l', and the ratio W/L of both Mp+a l Mnl@ is both set to a value equal to 32/3.

特に、M I)+s + M nts * Q+ s 
Qsが低出力抵抗の準CMOSインバータ型の増幅器で
ある点に特徴がある。
In particular, M I) + s + M nts * Q + s
Qs is characterized in that it is a quasi-CMOS inverter type amplifier with low output resistance.

かかる第27図のレベル変換器201の伝播遅延時間お
よびその出力容量依存性が下記の通り確認された。
The propagation delay time of the level converter 201 shown in FIG. 27 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

tPHL(りだしC5=OpP(7)時)”5.48n
sectrzn(ただしC5=QpFQ時)・・5.2
3nsecKHL            =0.37
nsec/pPKrH・・・0.38nsec/pF さらに、第27図のレベル変換器201は、下記理由に
より希望の特性を得ることができる。
tPHL (when starting C5=OpP(7))”5.48n
sectrzn (when C5=QpFQ)...5.2
3nsecKHL=0.37
nsec/pPKrH...0.38 nsec/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 27 can obtain desired characteristics for the following reason.

(1)シ習ットキ・バリア・ダイオードD、の順方向電
圧Vrは0.35乃至0.41ボルト、トランジスタQ
、のベース・エミッタ間電圧Vngz を主0.75ボ
ルト、PN接合ダイオードD、の順方向電圧VF8は0
.75ボルトに設定されているため、トランジスタQ、
のオン・オフ動作に関するレベル変換器2010入カス
レツジ、ホールド電圧withは下記のように設定され
る。
(1) The forward voltage Vr of the barrier diode D is 0.35 to 0.41 volts, and the transistor Q
The base-emitter voltage Vngz of , is mainly 0.75 volts, and the forward voltage VF8 of PN junction diode D is 0.
.. Since it is set to 75 volts, transistor Q,
The voltage input to the level converter 2010 and the hold voltage with which the on/off operation is performed are set as follows.

Vith=−Vrt+Vngz+Lrsミ1,09乃至
1.15ボルト (2)出力容量Csの放電もしくは充電を実行する出カ
ド2ンジスタQ、、Q、は出力抵抗の小さなバイポーラ
・トランジスタにより構成されているため、スイッチン
グ動作速度もしくは伝播遅延時間およびその出力容量依
存性を小さくすることができる。
Vith=-Vrt+Vngz+Lrs 1.09 to 1.15 volts (2) Since the output capacitance Cs is discharged or charged, the output capacitance Cs is composed of bipolar transistors with small output resistance. Switching operation speed or propagation delay time and its dependence on output capacitance can be reduced.

(3)Q+ −Qsはクランプド・トランジスタである
ため、その蓄積時間を小さくすることができる。
(3) Since Q+ -Qs is a clamped transistor, its storage time can be reduced.

(4)駆動トランジスタQ!のコレクタ電位変化は準C
MOSインバータMp+s + Mnta l Qs 
+ Q+により増幅されて出力に伝達されているため、
出力波形変化速度を向上することができる。
(4) Drive transistor Q! The change in collector potential of is quasi-C
MOS inverter Mp+s + Mntal Qs
Since it is amplified by +Q+ and transmitted to the output,
The output waveform change speed can be improved.

第28図のレベル変換器201は、トランジスタQ、の
コレクタ負荷が抵抗RI0ではなく、PN接合ダイオー
ドD、 、 D、。と5キロオームの抵抗R! s K
より構成されている点のみが第27図のものと相違し、
かかる第28図のレベル変換器の伝播遅延時間およびそ
の出力容量依存性が下記の通り確認された。
In the level converter 201 of FIG. 28, the collector load of the transistor Q is not the resistor RI0 but the PN junction diode D, , D,. and a resistance R of 5 kilohms! s K
It differs from the one in Fig. 27 only in that it is structured as follows.
The propagation delay time of the level converter shown in FIG. 28 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

tpsu、(ただしCs二QpFの時)−・・6,66
nsectpt、H(ただしC5=OpFの時)−4,
16nseCKHL            ・・・0
.42nsec/pFKLH・”0.37nsec/p
F さらに、第28図のレベル変換器201は、第27図の
場合と同様な理由により希望の特性を得ることができる
tpsu, (when Cs2QpF) ---6,66
nsectpt, H (when C5=OpF) -4,
16nseCKHL...0
.. 42nsec/pFKLH・”0.37nsec/p
F Furthermore, the level converter 201 in FIG. 28 can obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 27.

第29図のレベル変換器201は、トランジスタQ、を
確実にオフさせるためのPNN接合ダイオードDが接続
され、トランジスタQ、のベース電荷を放電させるため
のシ冒ットキ・バリア・ダイオードb、が接続されてい
る点のみが第23図のものと相違し、かかる第29図の
レベル変換器201についても、その伝播遅延時間およ
びその出力容量依存性が下記の通り確認された。
The level converter 201 in FIG. 29 is connected to a PNN junction diode D to ensure that the transistor Q is turned off, and to a shield barrier diode B to discharge the base charge of the transistor Q. The only difference from the level converter 201 shown in FIG. 23 is that the level converter 201 shown in FIG.

tppiL(ただしC5=OpFの時)・・−1,72
nsectpLH(ただしC5=OpFの時)・5.4
4nsecKHL            …0.32
nsec/pFKLH−−−0,29nsec/pF さらに、第29図のレベル変換器201は、第23図の
場合と同様な理由により希望の特性を得ることができる
tppiL (when C5=OpF)...-1,72
nsectpLH (when C5=OpF)・5.4
4nsecKHL…0.32
nsec/pFKLH---0,29nsec/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 29 can obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 23.

m30図のレベル変換器は、第29図において抵抗比、
が25キロオームの抵抗比、4と5キロオームの抵抗R
2,とによって置換され、抵抗R15が比W/’Lが2
4/3に設定されたPチャンネルMQ 8  F E 
T  M p+ t Kよって置換されている点のみが
第29図のものと相違している。MpI?はQ、の能動
負荷素子として動作するため、増幅器Q! 1M p+
tの検圧利得は極めて大きな値となる。
The level converter in Fig. m30 has the resistance ratio in Fig. 29,
is the resistance ratio of 25 kilohms, and the resistance R of 4 and 5 kilohms
2, and the resistor R15 has a ratio W/'L of 2.
P channel MQ set to 4/3 8 F E
The only difference from the one in FIG. 29 is that T M p+ t K is substituted. MPI? acts as an active load element for Q, so the amplifier Q! 1M p+
The pressure detection gain of t becomes an extremely large value.

かかる第30図についても、伝播遅延時間およびその出
力容量依存性が下記の通り確認された。
Regarding FIG. 30 as well, the propagation delay time and its dependence on output capacitance were confirmed as follows.

t PHL (ただしC5=QpFの時)・・・2.2
nsectpLH(ただしC5=opF’の時)−5,
2n5ecKHL            ・・・0.
4 n5ec/pFKLH・・・0.3 n5ec/p
F さらに、第30図のレベル変換器201は、第23図の
場合と同様な理由により希望の特性を得ることができる
t PHL (when C5=QpF)...2.2
nsectpLH (when C5=opF') -5,
2n5ecKHL...0.
4 n5ec/pFKLH...0.3 n5ec/p
F Furthermore, the level converter 201 in FIG. 30 can obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 23.

第31図のレベル変換器201においては、トランジス
タQl、Q、はクランプド・トランジスp=Qxは充電
用出力トランジスタ、Q、4 ハP NPエミッタ・7
オロワ・トランジスタ、D、ハL’ベルシフト用のシ冒
ットキ・バリア・ダイオード。
In the level converter 201 of FIG. 31, transistors Ql, Q, are clamped transistors, p=Qx, a charging output transistor, Q, 4, NP emitter, 7
Olowa transistor, D, L' shift barrier diode for bell shift.

D、はレベルシフト用のPN接合ダイオード、D。D is a PN junction diode for level shifting.

はトランジスタQ、を確実にオフさせるためのPN接合
タイオード、D6は入力端子の負のノイズをフラングす
るためのシ1ットキ・バリア・ダイオードである。抵抗
Rho * R,、、R,。はそれぞれ5Φロオーム、
8キロオーム、20キロオームニ設定されている。駆動
トランジスタQ、のコレクタ信号は電圧増幅器としての
CMOSインバータを構成するPチャンネルMO8PE
T  Mp、、とNfヤンネ/l/MO8PET  M
14の両ゲートに印加され、両MO8FETのドレイン
出力はスイッチ用のPチャンネルMO8F’ET  M
p、。
is a PN junction diode to ensure that transistor Q is turned off, and D6 is a Schittky barrier diode to block negative noise at the input terminal. Resistance Rho*R,,,R,. are respectively 5Φ rhohm,
It is set to 8k ohm and 20k ohm. The collector signal of the drive transistor Q is a P-channel MO8PE that constitutes a CMOS inverter as a voltage amplifier.
T Mp,, and Nf Janne/l/MO8PET M
The drain output of both MO8FETs is applied to both gates of MO8F'ET M
p.

のゲートに印加される。Mp+4 + Mn1< + 
Mp!5の各地W/Lはそれぞれ24/3.32/3,
64/3に設定されている。M OS  k’ E T
  M p+ sのドレイン出力は充電用出力トランジ
スタとしてのバイポーラ・トランジスタQ、のペースに
印加されている。
is applied to the gate of Mp+4 + Mn1< +
MP! 5 local W/L is 24/3, 32/3, respectively.
It is set to 64/3. M OS k' E T
The drain output of M p+ s is applied to the pace of a bipolar transistor Q, which serves as a charging output transistor.

かかる、第31図のレベル変換器201の伝播遅延時間
およびその出力容量依存性が下記の通り確認された。
The propagation delay time of the level converter 201 shown in FIG. 31 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

tp+n、(ただしC5=OpFの時) ・・・1.9
4〜3.84 n5ectpLn(ただしC5=opF
’の時片・・4.64〜5.44 n5ecKl(L 
            =−0,38n5ec/pF
KLH…0.30nsec/pF さらに、第31図のレベル変換器201は、下記理由に
よ、り希望の特性を得ることができる。
tp+n, (when C5=OpF)...1.9
4 to 3.84 n5ectpLn (however, C5=opF
' time piece...4.64~5.44 n5ecKl(L
=-0,38n5ec/pF
KLH...0.30 nsec/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 31 can obtain more desired characteristics for the following reasons.

(1)シ璽ットキ・バリア・ダイオードD、の1@方向
電圧Vrt0.35乃至0.41ボルト、PN接合ダイ
オードD、の順方向電圧VF2は約0.75ボルト、ト
ランジスタQ、、Q、、Q、のペース・エミッタ間電圧
vagt I VBE2 + VBE4は約0.75ボ
ルトであるため、トランジスタQ、、Q、がオンとなる
入力スレッシュホールド電圧Vithは下記のようにな
る。
(1) The forward voltage Vrt of the shield barrier diode D is 0.35 to 0.41 volts, the forward voltage VF2 of the PN junction diode D is about 0.75 volts, the transistor Q, , Q, , Since the pace-emitter voltage vagt I VBE2 + VBE4 of Q is approximately 0.75 volts, the input threshold voltage Vith at which transistors Q, , Q, turn on is as follows.

V1th=−Vgi++Vrz+Vagz+Vagt=
1.5ボルト (2)出力容量Csの放電もしくは充電を実行する出力
トランジスタQ、、Q、は出力抵抗の小さなバイポーラ
・トランジスタにより構成されているため、スイッチン
グ動作速度もしくは伝播遅延時間およびその出力容量依
存性を小さくすることができる。
V1th=-Vgi++Vrz+Vagz+Vagt=
1.5 volts (2) The output transistors Q, , Q, which discharge or charge the output capacitance Cs, are composed of bipolar transistors with small output resistance, so the switching operation speed or propagation delay time and its output capacitance Dependency can be reduced.

(3)Q+ 、Q*はクランプド・トランジスタである
ため、その蓄積時間を小さくすることができる。
(3) Since Q+ and Q* are clamped transistors, their storage time can be reduced.

(4)駆動トランジスタQ、のコレクタ電位が上昇して
充電用バイポーラ出力トランジスタQsがオフからオン
にスイッチ動作するに際し、CMOSインバータMp、
4 、Mn!4はQ、のコレクタ電位変化を増幅してQ
、のベースに伝達するばかりでハナ<、MOS  FE
T  Mp14 、Mnnのゲート入力インピーダンス
が極めて大きいことによりQ、のコレクタからQ、のベ
ースへの大きなペース電流の直接流入を禁止するととも
に、MpIllの小さなオン抵抗を介してQ、のペース
にベース電流が供給されるため、出力トランジスタQ、
のスイッチング速度を向上することができる。第3図に
は、第14図、第19図、第22図、第33図のレベル
変換器の伝播遅延時間の出力容量依存性が一点鎖線によ
り示されており、第1図と第2図の伝播遅延時間のいず
れか一方の出力容量依存性が改善されていることが理解
できる。
(4) When the collector potential of the driving transistor Q rises and the charging bipolar output transistor Qs switches from off to on, the CMOS inverter Mp,
4, Mn! 4 amplifies the collector potential change of Q and
, it just transmits to the base of Hana <, MOS FE
The extremely large gate input impedance of T Mp14 and Mnn prohibits a large pace current from flowing directly from the collector of Q to the base of Q, and also allows the base current to flow into the pace of Q through the small on-resistance of MpIll. is supplied, so the output transistor Q,
switching speed can be improved. In FIG. 3, the dependence of the propagation delay time on the output capacitance of the level converters shown in FIGS. 14, 19, 22, and 33 is shown by a dashed line, and It can be seen that the dependence of either one of the propagation delay times on the output capacitance has been improved.

次に、第6図の出力バッファ22の複数のCMOS −
TT L vへh変換器221.222・ 22mにつ
いて説明す、る。これらのレベル変換器221゜222
・・・22mの本質的特徴は下記の通りである。
Next, a plurality of CMOS-
The TT Lv to h converters 221, 222, and 22m will be explained. These level converters 221°222
...The essential features of 22m are as follows.

以下余白 (1)  各レベルf換器221 、222・・・”・
22mの入力スレッシュホールド電圧Vi thはCM
(J80−レベル出力電圧0.6ボルトのハイレベル出
力電圧4.4ボルトとの間に設定されている。
Margin below (1) Each level f converter 221, 222..."・
22m input threshold voltage Vi th is CM
(It is set between J80-level output voltage 0.6 volts and high level output voltage 4.4 volts.

(2)その入力端子に供給される入力信号に応答して各
レベル変換器221.222・・・・・・22mの出力
負荷容量CXの放電を実行する出力トランジスタはバイ
ポーラ・トランジスタによV構成さねている。
(2) The output transistor that discharges the output load capacitance CX of each level converter 221, 222...22m in response to the input signal supplied to its input terminal is a bipolar transistor in a V configuration. I'm nestling.

さらに、出力バッ7ア22のレベル変換器221.22
2・・・・・・22mの好ましい実施形態上の好適な特
徴は下記の通りである。
Furthermore, the level converter 221.22 of the output buffer 22
The preferred features of the preferred embodiment of 2...22m are as follows.

(3)放電用出力トランジスタQ、。のベースを駆動す
る1駆動トランジスタQ、のペースと内部m理ブロック
21の出力との間には高入力インピーダンス回路が接続
されている。
(3) Discharge output transistor Q. A high input impedance circuit is connected between the output of the internal memory block 21 and the output of the internal memory block 21, which drives the base of the transistor Q1.

(4)上記(3)の高入力インピーダンス回路は内部論
理ブロック21の複数の出力信号を論理処理する機能を
有する。
(4) The high input impedance circuit in (3) above has a function of logically processing a plurality of output signals of the internal logic block 21.

(5)放電用出力トランジスタQjoと駆動ト2ンジス
タQIIとは、シ璽ットキ・バリア・ダイオード付きの
クランプド・トランジスタにより構成されている。
(5) The discharging output transistor Qjo and the driving transistor QII are constituted by clamped transistors with a shuttling barrier diode.

(6)出力負荷容fCXを充電する出力トランジスタQ
I!はバイポーラ・トランジスタにより構成されている
(6) Output transistor Q that charges the output load capacity fCX
I! is composed of bipolar transistors.

(力 制御信号に応答して放電用出力トランジスタQ+
oと充電用出力トランジスタQ+tとを同時にオフする
ことにより出力端子(JUTlをフローティング状態に
、コントロールする機能を有する。
(Power) Discharge output transistor Q+ in response to control signal
It has a function of controlling the output terminal (JUTl) to a floating state by simultaneously turning off O and charging output transistor Q+t.

(8) レベル変換器221.222・・・・・・22
mは、オープン・コレクタ出力形式と々っている。
(8) Level converter 221.222...22
m has an open collector output format.

第32図乃至第34図および第36図Vi、本発明の実
施例による出力バク7ア20のレベル変換器221の種
々の回路例を示し、これら全てのレベル変換器は上記(
1)および(2)の本質的特徴を有している。さらに、
これらのレベル変換器は上記(3)乃至(8)の好適な
特徴のうち少なくとも一個を有している。
32 to 34 and 36 Vi show various circuit examples of the level converter 221 of the output buffer 20 according to an embodiment of the present invention, all of which have the above-mentioned (
It has the essential characteristics of 1) and (2). moreover,
These level converters have at least one of the preferred features (3) to (8) above.

第32図のレベル変換器221においで% Ql。%Ql in the level converter 221 of FIG.

は出力負荷容’Ik Cxを放電する九めの出力トラン
ジスタ、Q、1はQ、。を駆動するための駆動トランジ
スタ、Ql、は出力負荷容量Oxを充電するための出力
トランジスタ、Q8.はQllのコレクタ信号変化をQ
l tのベースに伝達するための電流増幅トランジスタ
s Rso e R11s Ql4はQtoのベース電
荷を放電する九めのアクティブ・プルダウン回路。
is the ninth output transistor that discharges the output load capacitance 'Ik Cx, Q, 1 is Q,. A drive transistor Ql for driving the output load capacitance Ox is an output transistor Q8 for charging the output load capacitance Ox. is the collector signal change of Qll
Current amplification transistor s Rso e R11s Ql4 is the ninth active pull-down circuit that discharges the base charge of Qto.

QIsはマルチ・エミッタ・トランジスタ、RoはQu
のコレクタ抵抗、R1,はQllのベース電荷を放電さ
せるための抵抗、D、。はQ、のベース電荷を放電させ
るためのシ璽ットキ・バリア・ダイオード、R34はQ
ltrQIsのコレクタ電流を制限するための抵抗、凡
alはQCsのペースa抗である。
QIs is a multi-emitter transistor, Ro is Qu
The collector resistance, R1, is a resistance, D, for discharging the base charge of Qll. is a shuttling barrier diode for discharging the base charge of Q, R34 is Q
The resistor to limit the collector current of ltrQIs, approximately the pace a resistance of the QCs.

さらに、内部論理ブロック21のPチャンネルM(JS
FB’1’ MI、M2 とNチャ7ネkM(JsFE
TM、、M4とKより併収された0MO8・N A N
 Dゲート211の出力はマルチ・エミッタ・トランジ
スタQIsの第1エミツタに印加され、Cへ1os−N
ANpゲート212の出力はQ4の第2エミツタに印加
され、0MO8−NANDゲート213の出力はQCs
の第3エミツタに印加されている。従って、レベル変換
器221はレベル変換機能を有するだけでなく、3人力
NANDゲートとしての論理処理機能を有する。
Furthermore, P channel M (JS
FB'1' MI, M2 and N channel 7kM (JsFE
TM, 0MO8・N A N co-collected from M4 and K
The output of the D gate 211 is applied to the first emitter of the multi-emitter transistor QIs and is applied to the 1os-N
The output of ANp gate 212 is applied to the second emitter of Q4, and the output of 0MO8-NAND gate 213 is applied to QCs
is applied to the third emitter of Therefore, the level converter 221 not only has a level conversion function but also a logic processing function as a three-man NAND gate.

さらに、第32図のレベル変換器221は、下記の理由
により希望の特性を得ることができる。
Furthermore, the level converter 221 in FIG. 32 can obtain desired characteristics for the following reasons.

(1)トランジスタQ1.のベース・エミッタ間電圧v
agtsは約0.75ボルト、Ql、のベーネ・コレク
タ間の電圧VBCは約0955ボルト、トランジスタQ
、。+Q++のベース・エミッタ間電圧VBE、10V
BEIIはそれぞれ約0.75ボルトであるため、レベ
ル変換器2210入カスレツシユホールド電圧Vi t
hけ下記のように設定される。
(1) Transistor Q1. The base-emitter voltage v of
agts is about 0.75 volts, Ql, the vane-collector voltage VBC is about 0955 volts, transistor Q
,. +Q++ base-emitter voltage VBE, 10V
Since BEII is approximately 0.75 volts each, the threshold hold voltage Vi t entering the level converter 2210
The settings are as shown below.

Vl th=−VBEls +VBC15+Vag3,
1 +Vagt。
Vl th=-VBEls +VBC15+Vag3,
1 +Vagt.

=−0,75+0.55+0.75+0.75=1.3
ボルト (2)  レベル変換器221の出力負荷容量Cxの放
電もしくは充電を実行する出力トランジスタQ、。。
=-0,75+0.55+0.75+0.75=1.3
Volt (2) Output transistor Q, which discharges or charges the output load capacitance Cx of the level converter 221. .

Q、1は出力抵抗の小さなバイポーラ・トランジスタに
よシ構成されているため、スイッチング動作速度もしく
は伝播遅延時間およびその出力容量依存性を小さくする
ことができる・。
Since Q,1 is constructed from a bipolar transistor with a small output resistance, the switching operation speed or propagation delay time and its dependence on output capacitance can be reduced.

(3)トランジスタQ+o + Q++ + QCs 
+ Ql4 + QCsはクランプド・トランジスタで
あるなめ、その蓄積時間を小さくすることができる。
(3) Transistor Q+o + Q++ + QCs
+ Ql4 + Since QCs is a clamped transistor, its storage time can be reduced.

(4)  マルチ・エミッタ・トランジスタQI8は論
理処理機能を有しているので、マスタースライス方式又
はゲートアレイ方式の論理用半導体果槙回路装fifc
の設計自由度が向上する。
(4) Since the multi-emitter transistor QI8 has a logic processing function, it can be used as a master slice type or gate array type logic semiconductor circuit device.
The degree of freedom in design is improved.

しかしながら、かかる第32図のレベル変換器221K
kイーC1fi、0MO8−NANDケート211の出
力がローレベルの場合VC#i抵抗Rss * QCs
のベース・エミッタ接合を介して電源電圧VCCから0
MO8−NANDゲート211の出力に0.4ミリアン
ペアという大きな電流が常に流れこむ九め、CN08−
NANDゲート211ONチャンネルMO8FETM、
、M、+7)比W/Le 100/3と大きな値として
オン抵抗ROMを小さな値としなければならない。これ
は集積回路装gLICの集積密度の低下をも九らすばか
りでなく、両MO8FETM8.M4のゲート容量本増
大するため、0MO8−NANDゲート211のスイッ
チング速度が低下するという問題が本発明者の検討によ
り明らかとされた。
However, the level converter 221K of FIG.
kE C1fi, 0 MO8-NAND When the output of gate 211 is low level VC#i resistance Rss * QCs
0 from the power supply voltage VCC through the base-emitter junction of
Ninth, CN08- where a large current of 0.4 milliampere always flows into the output of MO8-NAND gate 211.
NAND gate 211ON channel MO8FETM,
, M, +7) ratio W/Le is set to a large value of 100/3, and the on-resistance ROM must be set to a small value. This not only reduces the reduction in the integration density of the integrated circuit device gLIC, but also both MO8FETM8. The inventor's study revealed that the switching speed of the 0MO8-NAND gate 211 decreases due to an increase in the gate capacitance of M4.

第33図は、上記問題を解決するために開発されたレベ
ル変換器22117)回路図を示し、第32図のマルチ
・エミッタ・トランジスタQ4は下記に説明する高入力
インビータ゛ンス回路によって置換されている。
Figure 33 shows a level converter 22117) circuit diagram developed to solve the above problem, in which the multi-emitter transistor Q4 of Figure 32 is replaced by a high input impedance circuit described below. There is.

すなわち、第33図においてかかる高入力インビータン
ス回路FiPNP入力トランジスタQlf。
That is, such a high input impedance circuit FiPNP input transistor Qlf in FIG.

Q、、、NPNエミッタ・7オロワ・トランジスタQ+
s+シ嘗ットキ・バリア・ダイオード1)、、、D、、
Q, , NPN emitter 7-lower transistor Q+
s + barrier diode 1), ,D, ,
.

抵抗R,。、R,、、R,、によって構成されている。Resistance R,. ,R,,,R,,.

さらにレベル変換器221は、PNPトランジスタQ、
、、NPN)ランジスタQ、。、PN接合ダイオードD
、4.抵抗R,,によって構F!tされるととも罠出力
端子OU ’l” 、を70−ティング状態に制御する
ための制御回路を含む。
Further, the level converter 221 includes a PNP transistor Q,
,,NPN) transistor Q,. , PN junction diode D
,4. Structured by resistance R,, F! It includes a control circuit for controlling the trap output terminal OU'l'' to the 70-setting state when the output terminal is turned on.

この制御回路のpH’)ランジスタQ、。のベースは、
内部論理ブロック21内のPチャンネルMO8FETM
、とNチャンネルMO8FEi’M。
pH') transistor Q of this control circuit. The base of
P-channel MO8FETM in internal logic block 21
, and N-channel MO8FEi'M.

とによって構成された0MO8−NANDゲート21ノ
のイネーブル信号ENによりて駆動される。
It is driven by the enable signal EN of the 0MO8-NAND gate 21 configured by the 0MO8-NAND gate 21.

尚、かかる0MO8−NANDゲート211の入力KV
i反転イネーブル信号ENが印加されている。
In addition, the input KV of such 0MO8-NAND gate 211
i Inversion enable signal EN is applied.

さらに、この制御回路がレベル変換器221に付加され
たために、上述の高入力インピーダンス回路にさらにP
NP入力入力ンジスタQnとシ四ットキ・バリア・ダイ
オードDIilとが付加されている。
Furthermore, since this control circuit is added to the level converter 221, additional P is added to the high input impedance circuit described above.
An NP input input resistor Qn and a Schitter barrier diode DIil are added.

従って、イネーブル信号ENがローレベルとなるとレベ
ル変換器221のトランジスタQ+o p Qu *Q
ll e QCsが同時にオフになるため、その出力端
子OU’r、はフローティング状態となる。
Therefore, when the enable signal EN becomes low level, the transistor Q+op Qu *Q of the level converter 221
Since the ll e QCs are turned off at the same time, their output terminals OU'r are in a floating state.

一方、イネーブル信号ENがハイレベルとなると、レベ
ル変換器22112人力NANDゲートとしては論理処
理機能も同様に有しているため、集積回路装置ICの設
計自由度が同上する。
On the other hand, when the enable signal EN becomes high level, the level converter 22112 as a manual NAND gate also has a logic processing function, so the degree of freedom in designing the integrated circuit device IC increases.

さらに1シ冒、トキ・バリア・ダイオードDIl lD
I! l Dlg(D順方向電圧Vrxte Vylx
 + Vexs  Fio、35乃至0.41ボルト、
PNP入力入力ンジスタQB r QCs r QCs
のベース・エミッタ間電圧VBK17 * vagxs
 + VBE19 H約0.75 ホh ) 、 N 
PNトランジスタQ+o * Qtt + Qt。のベ
ース・エミッタ間電圧VBglG 、vQgll e 
VBJC16は約0.75ボルトでめる次め、例えばP
NPトランジスfIQ□のベースに印加される0MO8
−NANI)ゲート211の出力電圧に関してトランジ
スタQ101Q、llがオンとなる入力スレッシュホー
ルド電圧Vi thは下記のようになる。
One more step: Toki Barrier Diode DIl ID
I! l Dlg (D forward voltage Vrxte Vylx
+ Vexs Fio, 35 to 0.41 volts,
PNP input input resistor QB r QCs r QCs
Base-emitter voltage VBK17 * vagxs
+ VBE19 H approx. 0.75 h), N
PN transistor Q+o * Qtt + Qt. The base-emitter voltage VBglG, vQgll e
VBJC16 is set at approximately 0.75 volts, e.g. P
0MO8 applied to the base of NP transistor fIQ□
-NANI) With respect to the output voltage of the gate 211, the input threshold voltage Vi th at which the transistors Q101Q and 11 are turned on is as follows.

VHh=−Vszxt +Vagls +VBK11 
+Vng1゜=1,5ボルト さらに、出力負荷容量CXの放電もしくは充電を実行す
る出力トランジスタQ+o* QCsは出力抵抗の小さ
なバイポーラ・トランジスタにより構成されているため
、スイッチング速度もしくは伝播遅延時間およびその出
力容量依存性を小さくすることができる。ま九、トラン
ジスタQ1゜+Q+t+QCs+ Qt4+ Q+。は
クランプド・トランジスタである九め、その遅延時間を
小さくすることができる。
VHh=-Vszxt +Vagls +VBK11
+Vng1° = 1.5 volts In addition, the output transistor Q+o* which discharges or charges the output load capacitance CX QCs is composed of a bipolar transistor with small output resistance, so the switching speed or propagation delay time and its output capacitance Dependency can be reduced. 9. Transistor Q1゜+Q+t+QCs+ Qt4+ Q+. Since it is a clamped transistor, its delay time can be reduced.

しかしながら、第33図のレベル変換器221において
も同様に、0MO8−NANDゲート211の出力がロ
ーレベルの場合に、PNP入力入力ンジスタQ s t
のベースから無視できない電流がこのグー)211の出
力に流れ込むため、上述の問題が完全には解決できない
ことが本発明者の検討により明らかとされ念。
However, similarly in the level converter 221 of FIG. 33, when the output of the 0MO8-NAND gate 211 is at a low level, the PNP input input transistor
The inventor's studies have revealed that the above-mentioned problem cannot be completely solved because a non-negligible current flows from the base of the device into the output of the device 211.

第34図はかかる問題をほぼ完全に解決するためKfi
終的に解決され念レベル変換器211を示L、第32図
のマルチ・エミッタ・トランジスタQ□は下記に説明す
るようKM08FETによって構成された高入力インピ
ーダンス回路によって置換されている。
Figure 34 shows that Kfi is used to almost completely solve this problem.
Finally, the multi-emitter transistor Q□ of FIG. 32 is replaced by a high input impedance circuit constructed from KM08FETs as described below.

ナなわち、第34図においてかかる隅入力インピーダン
ス回路はNチャンネルMO8FETM、。
That is, the corner input impedance circuit in FIG. 34 is an N-channel MO8FETM.

M、!、M、、、PN接合ダイオードD14によって構
成されている。M□、MH,MBのドレイン・ソース径
路は並列接続され、各ゲートは内部WaMiブロ、り2
1の0MO8−NANDゲート211,212゜213
にそれぞれ接続され、ま友これらのドレイン・ソース径
路にはPN接合ダイオードDI4が直列に接続されてい
る。
M,! , M, , is composed of a PN junction diode D14. The drain-source paths of M□, MH, and MB are connected in parallel, and each gate is connected to the internal WaMi block,
10 MO8-NAND gate 211, 212° 213
A PN junction diode DI4 is connected in series to these drain-source paths.

ま念、抵抗凡、。、R□、几。、R工、凡!4 * R
81は、それぞれ2キロオーム、4キロオーム+10’
?。
I'm sorry, I don't want to resist. , R□, 几. , R-engineer, ordinary! 4*R
81 are 2k ohm and 4k ohm + 10' respectively
? .

オーム、4キロオーム、50〜75オーム、16キロオ
ームに設定されている。トランジスタQ、。。
It is set to ohm, 4 kilo ohm, 50-75 ohm, and 16 kilo ohm. Transistor Q. .

QII + QCs + Q10の各エミッタ面積は、
それぞれ、672prr1.132arrf、 363
arrl、 187ttrr!。
Each emitter area of QII + QCs + Q10 is
672prr1.132arrf, 363 respectively
arrl, 187ttrr! .

242μrrfVc股足されている。242μrrfVc is added.

さらに1かかるレベル変換器221においてはその論理
処理機能をさらに向上するため、駆動トランジスタQC
sと同一エミツタ面&を有する第2駆動トランジスタQ
、。がQIIと並列に接続され、上記高入力インピーダ
ンス回路と同様KNチャンネルMO8P’HTM、4.
M、、、M、。、PN接合ダイオードD、、、抵抗几8
.により114hXされた第2高入力インピーダンス回
路を構成し、このレベル変換器221を6人カコンプレ
ックス・ゲート回路としての論理処理機能を有している
Furthermore, in order to further improve the logic processing function of the level converter 221, the drive transistor QC
a second drive transistor Q having the same emitter plane & as s;
,. is connected in parallel with QII, and KN channel MO8P'HTM, 4.
M,,,M,. , PN junction diode D, , resistance 8
.. The level converter 221 constitutes a second high input impedance circuit of 114hX, and has a logic processing function as a six-person complex gate circuit.

さらに、このレベル変換器221 Kk−1、内部論理
ブロック21からローレベルのイネーブル傷号ENが供
給された場合に、その出力端子OUT。
Furthermore, when this level converter 221 Kk-1 is supplied with a low level enable signal EN from the internal logic block 21, its output terminal OUT.

を70−ティング状態に制御するための制御回路が同様
に付加されている。この制御回路は、NチャンネルMO
8FETM、、、 トランジスタQ!I+Q*t + 
QCs p抵抗R6゜、几、2.几4! l ”43 
m7曹ツトキ・バリア・ダイオードI)te l 1)
+t e I)ta tDl。によって構成されている
A control circuit for controlling the 70-ting state is also added. This control circuit is an N-channel MO
8FETM... Transistor Q! I+Q*t+
QCs p resistance R6゜, 几, 2.几4! l ”43
m7 barrier diode I) tel 1)
+t e I)ta tDl. It is made up of.

さらに1第34図のレベル変換器221においては、6
つのM Q S F E T M II・・・・・・M
、6の各ゲートにおける入力スレッジ1ホールド[圧を
CMOSローレベル出力電圧0.6ボルトと0M08)
1イレベル出力電圧4゜4ボルトとの間の中間値2.5
ボルトに設定する九め、M、、・・・・・・M、6の比
W/Lは下記の如く設定されている。尚、この時、MI
l・・・・・・MI、のしきい値電圧VTHは約0,7
5ボルトに設定され、PN接合ダイオードD、4の順方
向電圧VF14は0.75ボルトに設定され、またMl
l・・・・・・Mteoチャンネル・コンダクタンスβ
。[60X10−’[1/オーム]に設定されている。
Furthermore, in the level converter 221 of FIG.
M Q S F E T M II...M
, input threshold 1 hold at each gate of 6 [pressure CMOS low level output voltage 0.6 volts and 0M08]
The intermediate value between 1 level output voltage 4° and 4 volts is 2.5
The ratio W/L of the 9th, M, . . . M, 6 is set in the bolt as follows. Furthermore, at this time, MI
The threshold voltage VTH of l...MI is approximately 0.7
5 volts, the forward voltage VF14 of the PN junction diode D,4 is set to 0.75 volts, and Ml
l...Mteo channel conductance β
. It is set to [60X10-'[1/ohm].

MO8FETM、、のみがオンしている場合を考え、そ
のゲート電圧VX、ゲート・ンース間電圧VG’l+ド
レイン寛流ID+  ドレイン電圧VY等について計算
する。尚、この時M、 Fi飽和領域にバイアスされて
いるものと考える。
Consider the case where only MO8FETM is on, and calculate its gate voltage VX, gate-to-source voltage VG'l+drain relaxation ID+drain voltage VY, etc. At this time, it is assumed that M and Fi are biased in the saturated region.

Vx = V as + VFI 4        
    ・・・(1)VY”’VCC’  R’ss 
’ 10(1)式と(2)式より、 ・・・(3) Vy=Vam11+Vagx。
Vx = Vas + VFI 4
...(1) VY"'VCC'R'ss
'10 From equations (1) and (2), ... (3) Vy=Vam11+Vagx.

(3)式と(5)式とから、 ・・・(5) (4)式と(6)式より、 ・・・(力 Vccが5ボルト*VBE11とVBEIOとが0.7
5ボルト、R5,が16キロオーム、β0が60X10
−・[1/オームコ、Vxが2.5ボルト+■F14が
0.75ポル)IVTHが0.75ボルトの条件を上記
(7)式に入れると1 ところで、Vxが上昇することによりVyが低下し、ト
ランジスタQ、。+Qoがオフとなること忙対応するV
Xが入力スレッシュホールド電圧として考えられる。
From equations (3) and (5), ... (5) From equations (4) and (6), ... (force Vcc is 5 volts * VBE11 and VBEIO are 0.7
5 volts, R5, 16 kohm, β0 60X10
-・[1/Ohmco, Vx is 2.5 volts + ■F14 is 0.75 pol) When the condition of IVTH is 0.75 volts is inserted into the above equation (7), 1 By the way, as Vx increases, Vy increases. The transistor Q, drops. + V who is busy dealing with Qo being turned off
Consider X as the input threshold voltage.

トランジスタQ、。+Q++がオフとなるドレイン電圧
vYは、下記のように求められる。
Transistor Q. The drain voltage vY at which +Q++ is turned off is determined as follows.

=7.29−一 かくして、Mll・・・・・・M、6の比W/Lは22
/3に設定することにより、レベル変換器221の入力
スレッシュホールド電圧? 2.5ボルト[2定できる
O 以上の構成を有する第34図の実施例において#−1、
下記の伝播遅延時間およびその出力容量依存性を有する
ことが本発明者により確認された。
=7.29-Thus, the ratio W/L of Mll...M, 6 is 22
/3, the input threshold voltage of the level converter 221 can be set to ? 2.5 volts [2 O] In the embodiment of FIG. 34 having the above configuration, #-1,
The present inventor has confirmed that the propagation delay time and its output capacitance dependence are as shown below.

tpHx、 (7だしC5=OpFO時)−印・8.8
nsecIpLn (f/−だしC5=OpFの時) 
=−−7,8n5ecKHL          ==
 0;H,n5e6 / pFK LH”’ ”’ 0
:01 ’n5ee / p F第5図には、第34図
の実施例のレベル変換器の伝播遅延時間の出力負荷容゛
撒依存性が一点鎖線により示されておりstglと第2
の伝播遅延時間jPHL 、 1PLHのそれぞれの出
力容量依存性KHL。
tpHx, (7 and C5=OpFO) - mark 8.8
nsecIpLn (when f/- and C5=OpF)
=--7,8n5ecKHL ==
0; H, n5e6 / pFK LH”'”' 0
:01'n5ee/pF In FIG. 5, the dependence of the propagation delay time of the level converter of the embodiment in FIG.
The propagation delay time jPHL and the output capacitance dependence KHL of 1PLH.

KLHが改善されていることが理解できる。It can be seen that KLH has been improved.

ま九、第34図のレベル変換器221Fi、下記の理由
により希望の特性を得ることができる。
9. The level converter 221Fi shown in FIG. 34 can obtain the desired characteristics for the following reason.

(1)上述し念如<、トランジスタQ1゜、Q3.のペ
ース・エミッタ間電圧V B 110 * V B B
 11に関し、電源電圧Vcc 、抵抗孔8. 、 I
QI (J S 1;” E ’l’M、、・M、。
(1) As mentioned above, transistors Q1゜, Q3. Pace-emitter voltage V B 110 * V B B
11, power supply voltage Vcc, resistance hole 8. , I
QI (J S 1;”E 'l'M,,・M,.

のチャンネル・コンダクタンスβ0およびしきい値電圧
■TH#夕゛イオードDI4の順方向電圧VP14に対
応して、MO8FBTM、、・・・M、6の比W/Lを
設定することにより、レベル変換器221の入力スレッ
シュホールド電圧を0.6ボル)(!:4.4ボルトの
間の2.5ボルトに設定することができる。
By setting the ratio W/L of MO8FBTM, . The input threshold voltage of 221 can be set to 2.5 volts between 0.6 volts) (!: 4.4 volts).

(2)出力負荷容量Cxを放電と充1!を実行する出力
トランジスタQ、。、QIIは出力抵抗の小さなバイポ
ーラ・トランジスタにより構成されている比め、スイッ
チング動作速度もしくは伝播遅延時間およびその出力容
量依存性を小さくすることができる。
(2) Discharging and charging the output load capacitance Cx 1! The output transistor Q, which performs. , QII is constructed of bipolar transistors with small output resistance, and can reduce switching operation speed or propagation delay time and its dependence on output capacitance.

(3)駆動トランジスタQIIのベースと内部論理ブロ
ック21の出力との間にはMO8FETM、、によ)す
・構成され次高入力インピーダンス回路が接続されてい
る念め、MO8li’ETM、、のゲートから内部論理
ブロック21の0MO8−NANDゲート211の出力
に流入する電流を無視できるレベルまで低減することが
でき、0MO8,NANDゲート211のNチャンネル
MO8FETO比W/Lの著しい増大を防止することが
できる。
(3) Between the base of the drive transistor QII and the output of the internal logic block 21 is connected the gate of the MO8FETM, . The current flowing into the output of the 0MO8-NAND gate 211 of the internal logic block 21 can be reduced to a negligible level, and a significant increase in the N-channel MO8 FETO ratio W/L of the 0MO8, NAND gate 211 can be prevented. .

(4)高入力インピーダンス回路のMO8FETM、、
(4) MO8FETM high input impedance circuit,
.

Ml、 、 M 、、は3人力OR&ii+理を冥行す
るため、レベル変換器221の論理処理機能が向上する
Since Ml, , M, performs the three-man OR&ii+ logic, the logic processing function of the level converter 221 is improved.

(5)2つの駆動トランジスタQ+t+Q*。もAND
論理を実行する几め、レベル変換器221の論理処理機
能がさらに向上する。
(5) Two drive transistors Q+t+Q*. also AND
By executing the logic, the logic processing function of the level converter 221 is further improved.

(6)トランジスタQ+o * Qtt + Qu +
 Qt4 e Qt。
(6) Transistor Q+o * Qtt + Qu +
Qt4 e Qt.

はクランプド・トランジスタであるため、その蓄積時間
を小さくすることができる。
Since it is a clamped transistor, its storage time can be reduced.

(カ イネーブル信号ENをローレベルとすることKよ
りレベル変換器221の出力トランジスタQ1゜。
(By setting the enable signal EN to low level, the output transistor Q1 of the level converter 221.

Qttが同時にオフとなって出力端子OUT、がフロー
ティング状態となり、この出力端子0UT1と他の火水
しない論理回路の出力端子とを接続し次並列運転に際し
、この出力端子OUT、の信号レベルを内W5論理ブロ
ック21の出力と無関係とすることができる。
Qtt is turned off at the same time, and the output terminal OUT becomes a floating state. When this output terminal 0UT1 is connected to the output terminal of another logic circuit that does not cause fire or water, and the next parallel operation is performed, the signal level of this output terminal OUT is set within the limit. It can be made unrelated to the output of the W5 logic block 21.

第36図は本発明の他の実施例によるレベル変換器22
1の回路例を示し、その出力端子u u ’r 。
FIG. 36 shows a level converter 22 according to another embodiment of the invention.
An example of circuit No. 1 is shown, and its output terminal u u 'r.

はオープン・コレクタ出力形の他のTTLレベル論理用
半導体集積回路装略装C’の出力端子と共通接続され、
この共通接続点は2キロオームの負荷抵抗孔、。。を介
して5ボルトの電源電圧Vccに接続されている。
is commonly connected to the output terminal of another open collector output type semiconductor integrated circuit device C' for TTL level logic,
This common connection point is a 2K ohm load resistor hole. . It is connected to a 5 volt power supply voltage Vcc via a power supply voltage Vcc of 5 volts.

オープン・コレクタ出力形のT ’1’ Lレベル回路
装置IC’は、特に限定されないが、シvsットキ・バ
リア・ダイオードD、、D、、D、、マルチ・エミッタ
・トランジスタQ40+クランプド・トランジスタQ4
s乃至Q44.抵抗■も、0乃至R4,、PN接合ダイ
オードD4VCより構成されている。し7かし、出力ト
ランジスタQ4Sのコレクタはオープン・コレクタ出力
として出力端子としての43番端子に接続される一方、
回路装置IC’の内部においてはいかなる回路素子も電
源電圧Vccと出力トランジスタQ4.のコレクタとの
間に接続されていない。
The open collector output type T'1' L level circuit device IC' includes, but is not particularly limited to, shuttling barrier diodes D, D, D, multi-emitter transistor Q40 + clamped transistor Q4.
s to Q44. The resistor (2) is also composed of 0 to R4, and a PN junction diode D4VC. However, while the collector of the output transistor Q4S is connected to the 43rd terminal as an output terminal as an open collector output,
Inside the circuit arrangement IC', any circuit element is connected to the power supply voltage Vcc and the output transistor Q4. is not connected to the collector.

第36図のレベル変換器221においても、回路装置I
Cの内部においていかなる回路素子も電源電圧Vccと
出力トランジスタQ+6のコレクタとの間に接続されて
いない点を除けば、第34図のレベル変換器221と全
く同様に形成されている。
In the level converter 221 of FIG. 36, the circuit device I
The level converter 221 is formed exactly the same as the level converter 221 shown in FIG. 34, except that no circuit element is connected between the power supply voltage Vcc and the collector of the output transistor Q+6.

かくして、回路装置ICの出力端子と回路装置IC’の
出力端子とは、いわゆるワイヤード・0几回路の形態に
接続されている。また、イネーブル信号ENをローレベ
ルとすることによりレベル変換器221の出力トランジ
スタQsoを強制的にオフせしめ、出力端子0tJT、
のレベルを内部論理ブロック21の出力と無関係にする
ことができる。
Thus, the output terminal of the circuit device IC and the output terminal of the circuit device IC' are connected in the form of a so-called wired zero-circuit circuit. Furthermore, by setting the enable signal EN to a low level, the output transistor Qso of the level converter 221 is forcibly turned off, and the output terminals 0tJT and
can be made independent of the output of internal logic block 21.

第37図は、本発明の実′施例による論理用半導体集積
回路装置ICの半導体チップ表面における各回路ブロッ
クのレイアウトを示している。
FIG. 37 shows the layout of each circuit block on the surface of a semiconductor chip of a logic semiconductor integrated circuit device IC according to an embodiment of the present invention.

半導体チップ300の中央部(破1IsloVC1I!
tIまれた領域)Kは0M08回路(純CMOS回路、
又は準CMOS回路)によって偏成された内部論理ブロ
ック21が配線され、半導体チップ300の上辺部(破
線!、によって囲まれ次領域)Kは第31図の入力レベ
ル変換器(内部が斜線を施された三角形で示す)が複数
個さらに第34図の出力レベル変換器(内部が白の三角
形で示す)が複数個それぞれ交互に配置され、同様に半
導体チップ300の右辺部(破apt Kよって囲まれ
次領域)、下辺部(&1.線71によりて囲まれた領域
)。
The central part of the semiconductor chip 300 (break1IsloVC1I!
tI area) K is 0M08 circuit (pure CMOS circuit,
The upper side of the semiconductor chip 300 (the area surrounded by the broken line!) K is connected to the input level converter (the inside is shaded inside) of FIG. In addition, a plurality of output level converters (indicated by white triangles) shown in FIG. (area surrounded by line 71), lower side (area surrounded by &1. line 71).

左辺部(破mis によってFIJAまれた領域)には
それぞれ第31図の入力レベル変換器が複数個さらKI
!34図の出力レベル変換器が複数個交互に配置されて
いる。
On the left side (area FIJAed by mis), there are a plurality of input level converters shown in Fig. 31, respectively.
! A plurality of output level converters shown in FIG. 34 are arranged alternately.

上辺部!、の上には入力レベル変換器の個数に対応した
個数の入力用ポンディングパッド(太い実線の四角形で
示す)と出力レベル変換器の個数に対応した個数の出力
用ポンディングパッド(細い実線の四角形で示す)とが
配置され、各入力レベル変換器の入力部は各入力用ポン
ディングパッドと対面し、各入力レベル変換器の出力部
は内部論理ブロック21と対面し、各出力レベル変換器
の入力部は内部論理ブロック21と対面し、各出力レベ
ル変換器の出力部は各出力用ボンティングバットと対面
している。
Upper part! , there are a number of input bonding pads (indicated by thick solid rectangles) corresponding to the number of input level converters, and output bonding pads (indicated by thin solid lines) corresponding to the number of output level converters. (shown as a rectangle) are arranged, the input part of each input level converter faces each input bonding pad, the output part of each input level converter faces the internal logic block 21, and each output level converter The input of each output level converter faces the internal logic block 21, and the output of each output level converter faces a respective output bonding butt.

右辺Mltの右の複数の人力用ポンディングパッドと複
数の出力用ポンディングパッド、下辺部!、の下の複数
の入力用ポンディングパッドと複数の出力用ポンディン
グパッド、左辺部14の左のiffの入力用ポンディン
グパッドと複数の出力用ポンディングパッドは、上辺部
l、の場合と同様に配置されている。
Multiple human power pounding pads and multiple output pounding pads on the right side of the right side Mlt, lower side! , a plurality of input bonding pads and a plurality of output bonding pads under , and a plurality of input bonding pads and a plurality of output bonding pads of the left if of the left side part 14 are the same as in the case of the upper side part l. are similarly arranged.

右辺部12e下辺部!8.左辺部14内の入力レベル変
換器の入・出力部の方位と出力レベル変換器の入・出力
部の方位とはそれぞれ、上辺部l。
Right side part 12e lower side part! 8. The orientation of the input/output part of the input level converter in the left side part 14 and the orientation of the input/output part of the output level converter in the left side part 14 are the upper part l, respectively.

の場合と同様である。The same is true for .

111、源電圧Vccを供給するための電源用ボンティ
ングパッド30は半導体チップ300の四つのエッチ部
のうち少なくと本ひとつに配置され、接地電位点に接続
するための接地用ポンディングパッド31け上記四つの
エッチ部のうち少なくともひとつに配置されている。
111, a power supply bonding pad 30 for supplying the source voltage Vcc is arranged on at least one of the four etched portions of the semiconductor chip 300, and a grounding bonding pad 31 for connecting to the ground potential point It is arranged in at least one of the four etched parts.

かかる第37図に示し念レイアウトの半導体チップ30
0の裏面は、第38図の金141J−ドフレームLPの
タブリードLTの表面に物理的かつ電気的忙密着して接
続される。
The semiconductor chip 30 having the layout shown in FIG.
0 is physically and electrically connected to the surface of the tab lead LT of the gold 141J-deframe LP shown in FIG. 38.

第38図のリードフレームL、においては、このリード
フレームLyF1半導体チップ300の右上部に対応し
たリード部分り、、L、。、わく部分Lo+斜線を付し
念ダム部分LDを有している。しかし、実際は半導体チ
ップの右下部、左下部、左上部に対応した部分について
もこれと同様であるため、リードフレームLrV’i斜
線を付したダム部分によってわく部分L’+1+  リ
ード部分り、〜L64.タブリードLTが互いに連結さ
れた構造の金属被加工薄板である。
In the lead frame L shown in FIG. 38, the lead portion L corresponds to the upper right portion of the lead frame LyF1 semiconductor chip 300. , has a frame portion Lo+a diagonally shaded dam portion LD. However, in reality, the same applies to the parts corresponding to the lower right, lower left, and upper left of the semiconductor chip, so the lead frame LrV'i is the part defined by the diagonally shaded dam part L'+1+ lead part R, ~L64 .. This is a thin metal plate having a structure in which tab leads LT are connected to each other.

半導体チップ300の裏面がタブリードL丁の表面に接
続された後に、下記のボンディングワイヤ(例えば金線
又はアルミニウム線など)の配線が行なわれる。
After the back surface of the semiconductor chip 300 is connected to the front surface of the tab leads L, the following bonding wires (for example, gold wires or aluminum wires) are wired.

市販のワイヤボンデイン装置を用いることKより、ワイ
アj6により電源用ポンディングパッド30とリード部
分Lts4とが電気的に接続され、さらに順次して、ワ
イアIs K、j:v入力用パッドとリード部り、とが
、ワイアノ、により出力用ノ(ラドとリード部分り、と
が、ワイアlsにより入カバ、ドとリード部分り、とか
、ワイア1.により出力用パッドとリード部分Is と
が、ワイア1IGKより入力用パッドとリード部分り、
とが、ワイアg++により接地用ボンティングパッドと
タブリードLTとの間がそれぞれ電気的に接続される。
By using a commercially available wire bonding device, the power supply bonding pad 30 and the lead portion Lts4 are electrically connected by the wire j6, and then the wire Is K, j:v input pad and the lead are connected in sequence. The output pad and the lead part are connected by the wire Is, the input cover is connected by the wire Is, and the output pad and the lead part Is are connected by the wire 1. Input pad and lead part from wire 1IGK,
The grounding bonding pad and the tab lead LT are electrically connected by the wire g++.

上述のワイアの配線が完了した後のリードフレームLT
と半導体チップ300とは樹脂封止用の金型に納入され
、リードフレームL、のタ゛ム部LDの内側圧液状の樹
脂が注入される。かかるダム部LI5はその外部に樹脂
が流出することをさまたげる。
Lead frame LT after the above wire wiring is completed
The semiconductor chip 300 and the semiconductor chip 300 are delivered to a mold for resin sealing, and liquid resin is injected into the inside of the time portion LD of the lead frame L. This dam portion LI5 prevents the resin from flowing out.

かかる樹脂が固化し念後、一体の構造となったリードフ
レームL、と半導体テップ300と樹脂とは金型から取
り出され、さらにフレス機械等によってダム部LDを除
去することKより各リード部分り、〜La4の間が電気
的に分離されることができるO 同化樹脂の外部に突出した各リードL、〜L64は必要
に応じて下側にまげられ、第39図の完成図に示すよう
に樹脂301によって封止された論理用半導体集積回路
装置ICが完成する。同体に示すように、かかる回路装
置ICは半導体チップ300より発生する熱を封止構造
外部に積極的に逃がすための特別な放熱フィンを具備し
ていない。
After the resin has solidified, the lead frame L, the semiconductor tip 300, and the resin, which have an integrated structure, are taken out from the mold, and the dam part LD is removed using a fress machine or the like. , ~La4 can be electrically isolated O. Each lead L, ~L64 protruding to the outside of the anabolic resin can be bent downward as necessary, as shown in the completed diagram of FIG. A logic semiconductor integrated circuit device IC sealed with resin 301 is completed. As shown in the figure, such a circuit device IC does not include a special heat dissipation fin for actively dissipating heat generated from the semiconductor chip 300 to the outside of the sealing structure.

もし、かかる放熱フィンを取9つけると、回路装置IC
のコストが不所望に増大する。
If such heat dissipation fins are installed, the circuit device IC
costs increase undesirably.

ま念、半導体チップの封止方法としては、上述の樹脂封
止方法のほかに、セラミック封正方法と金属ケースを用
いる方法が考えられるが、回路装置ICのコストの点か
ら考えると、上述の樹脂封止方法が最も有利である。
In addition to the above-mentioned resin sealing method, there are also ceramic sealing methods and methods using a metal case as a method for sealing a semiconductor chip, but from the point of view of the cost of the circuit device IC, the above-mentioned methods are considered. The resin encapsulation method is the most advantageous.

第37図乃至第39図の図面を用いた実施例による論理
用半導体集積回路装置ICにおいては、入力バッファ2
0としての入力レベル変換器201 。
In the logic semiconductor integrated circuit device IC according to the embodiment using the drawings of FIGS. 37 to 39, the input buffer 2
Input level converter 201 as 0.

202・・・・・・20nの総数が18〜50.内部論
理ブロック21としてのCMOSゲート211゜212
・・・・・・211の総数が200〜1530.出力バ
ッファ30としての出力レベル変換器221゜222・
・・・・・22mの総数が18〜50と半導体チップ3
00が大規模半導体集積回路装置となっているにもかか
わらず、下記の理由により回路装置ICを放熱フィン・
レス構造とすることができた。
202...The total number of 20n is 18 to 50. CMOS gate 211゜212 as internal logic block 21
...The total number of 211 is 200-1530. Output level converter 221゜222 as output buffer 30
...Total number of 22m is 18 to 50 and 3 semiconductor chips
Although 00 is a large-scale semiconductor integrated circuit device, the circuit device IC is not equipped with a heat dissipation fin for the following reasons.
It was possible to create a response structure.

すなわち、内部論理ブロック21としての各0M08ゲ
ート211,212・・・・・・21/のゲート轟友り
の消費電力は0.039ミリワツトと極めて小さい之め
、ゲート数200〜1530の内部論理ブロック21全
体の消費電力は7.8〜59.67ミリワツトと極めて
小さい。W、31図の実施例による入力バッファ20と
しての各入力レベル変換器201.202・・・・・・
2Onは多くのバイポーラ・トランジスタを含んでいる
ので、各変換器1個当りの消費電力は2.6ミリワツト
と大きく、変換器数18〜50の入力バッファ20全体
の消費電力Vi46.8〜130ミリワットと大きい。
In other words, the power consumption of each 0M08 gate 211, 212...21/ as the internal logic block 21 is extremely small at 0.039 milliwatts; The power consumption of the entire 21 is extremely small at 7.8 to 59.67 milliwatts. W, each input level converter 201, 202 as input buffer 20 according to the embodiment of FIG.
Since the 2On contains many bipolar transistors, the power consumption per each converter is as high as 2.6 milliwatts, and the total power consumption Vi of the input buffer 20 with 18 to 50 converters is 46.8 to 130 milliwatts. It's big.

第34図の実施例による出力バッファ20としての各出
力レベル変換器221.222・・・・・・22mも多
くのバイポーラ・トランジスタを含んでいるので、各変
換器1個当りの消費電力は3.8ミリワツトと大きく、
変換器数18〜50の出力バッファ22全体の消費電力
は68.4〜190ミリワツトと大きい。
Since each output level converter 221, 222, . . . 22m as output buffer 20 according to the embodiment of FIG. As large as .8 milliwatts,
The total power consumption of the output buffer 22 having 18 to 50 converters is as large as 68.4 to 190 milliwatts.

上述のデータから、変換器数18の入力バッファ20.
ゲート数200の内部論理ブロック21゜変換器数18
の出力バッファ22の回路装置ICにおいては、第37
図の半導体チップ表面の中央部1oでは全体の6.4パ
ーセントの熱が発生されるのに対し、較辺部18.lx
、ls−A!4合計で93.6パーセントの熱が発生さ
れる。
From the above data, the input buffer 20. of converters is 18.
21° internal logic block with 200 gates and 18 converters
In the circuit device IC of the output buffer 22, the 37th
In the central part 1o of the semiconductor chip surface in the figure, 6.4% of the total heat is generated, while in the comparative part 18. lx
,ls-A! 4 A total of 93.6 percent of the heat is generated.

ま念、変換器50の入力バッファ20.ゲート数153
0の内部論理ブロック21.変換器数50の出力バラフ
ッ220回路装置ICにおいては、第37図の半導体チ
ップ表面の中央部1oでは全体の15.8パーセントの
熱が発生され、各辺部1+ 、l*−Ais、J4合計
で84.2パーセントの熱が発生される。
Please note that the input buffer 20 of the converter 50. Number of gates: 153
0 internal logic block 21. In an output variable 220 circuit device IC with 50 converters, 15.8% of the total heat is generated at the central portion 1o of the semiconductor chip surface as shown in FIG. 84.2% of the heat is generated.

ところで、第37図に示すよ5にわずかの熱を発生する
内部論理ブロック21はチップの沖央部!。に配置され
大量の熱を発生する入力バッ7ア20と出力バッファ2
2とはチップの各辺部/I11* * Is e 14
 K配置されるため、第38図から各辺部It 、/!
 、Is 、14の大量の熱はタブリードLTと接地用
リードとしてのリード部分Lt ’に介して回路装置I
Cの外部(特にプリント基板VCICが実装された場合
、プリント基板のアースライン)に取り出されるはかり
ではなく、多数のボンディングワイアと各リード部分り
、・・・・・・L64とを介して回路装置ICの外部(
特にプリント基板に10が実装された場合、プリント基
板の信号ラインと電源ライン)に取り出されることがで
きる。
By the way, as shown in FIG. 37, the internal logic block 21 that generates a small amount of heat is located in the central part of the chip! . The input buffer 20 and the output buffer 2 are located in the
2 means each side of the chip/I11* *Is e 14
K is arranged, so from FIG. 38, each side It, /!
, Is, 14 is transferred to the circuit device I via the tab lead LT and the lead portion Lt' serving as the grounding lead.
The circuit device is not connected to the outside of C (particularly to the earth line of the printed circuit board when a printed circuit board VCIC is mounted), but is connected to a large number of bonding wires and each lead part...L64. Outside the IC (
In particular, when 10 is mounted on a printed circuit board, it can be taken out to the signal line and power supply line of the printed circuit board.

上記実施例とは反対にチップの中央部toに大量の熱を
発生する入力バッファ20と出力バッファ22を配置し
、中央部loの周辺に内部論理ブロック21を配置した
場合は、中央部!。の大量の熱が回路装置ICの外部に
容易に取り出されないことが、本発明者による計算より
確認され念。
Contrary to the above embodiment, if the input buffer 20 and output buffer 22, which generate a large amount of heat, are placed in the central part to of the chip, and the internal logic block 21 is placed around the central part lo, then the central part! . It has been confirmed through calculations by the inventor that a large amount of heat is not easily extracted to the outside of the circuit device IC.

上記の理由により、上記実施例の回路装置IC次、かか
る回路装置ICを樹脂封止構造としたため、ICのコス
トを大幅に低減することが可能となった。
For the above reasons, since the circuit device IC of the above embodiment has a resin-sealed structure, it has become possible to significantly reduce the cost of the IC.

第40図は、第37因乃至第39図の図面を用いた実施
例による論理用半導体集積回路装置ICと他のTTLレ
ベルの論理用半導体集積1目1路装置401.402・
・・・・・40n、501乃至505゜600とをプリ
ント基板に実装することにより構成され次電子システム
のブロックダイアダラムを示している。
FIG. 40 shows a logic semiconductor integrated circuit device IC and other TTL level logic semiconductor integrated circuit devices 401.
. . 40n, 501 to 505°600 are mounted on a printed circuit board to form a block diagram of an electronic system.

四回において、TTLレベルの出力を有する装置401
,402・・・・・・40nの各出力は回路装置ICの
入力IN、、IN、・・・・・・INnKそれぞれ供給
され、回路装置ICの出力はTTL人力レベルの装置5
01・・・・・・505の入力に供給されている。
In the fourth time, a device 401 with TTL level output
, 402...40n are respectively supplied to the inputs IN, , IN,...INnK of the circuit device IC, and the outputs of the circuit device IC are connected to the TTL human power level device 5.
It is supplied to the inputs of 01...505.

さらに、回路装置ICの出力ou’r、と装置600の
出力とが共通接続されることにより、固装置IC,60
0は並列運転を実行する。
Furthermore, by commonly connecting the output o'r of the circuit device IC and the output of the device 600, the output of the circuit device IC, 600
0 executes parallel operation.

回路装置ICの入力バッファ20と出力バッファ22と
に大量に発生する熱はプリント基板のアースライン、電
源ライン、入力信号ライン、出力信号ラインに放散され
ることができる。
A large amount of heat generated in the input buffer 20 and output buffer 22 of the circuit device IC can be dissipated to the ground line, power line, input signal line, and output signal line of the printed circuit board.

また、出力バッファ22に供給されるイネーブル信号E
Nをローレベルに設定するとその出力OUT、、0LJ
T、・・・・・・OUTmはフローティング状態となり
、装置1501.502,503の入力レベルは装置6
00の出力レベルによって設定される。
Also, an enable signal E supplied to the output buffer 22
When N is set to low level, its output OUT, 0LJ
T,...OUTm is in a floating state, and the input level of devices 1501, 502, and 503 is device 6.
Set by an output level of 00.

また、入力バッファ20と!!!401,402・・・
・・・4Onとの間のインターフェースで高速度が得ら
れ、内部論理ブロック21と入カバ、ファ20との間の
インターフェースで高速度が得られ、出力バッファ22
の内部論理ブロック21との間のインターフェースで高
速度が得られ、装置1501・・・・・・505と出力
バッファ2oとの間のインターフェースでも高速度が得
られる。
Also, input buffer 20! ! ! 401,402...
...High speed is obtained at the interface between the internal logic block 21 and the input buffer 20, and high speed is obtained at the interface between the internal logic block 21 and the input buffer 20, and the output buffer 22
A high speed is obtained at the interface between the internal logic block 21 of the device 1501...505 and the output buffer 2o.

[効果] 以上の実施例によれば、下記の如く理由より、好ましい
効果を得ることができる。
[Effects] According to the above embodiments, favorable effects can be obtained for the following reasons.

(1)  入力レベル変換器201の出力容量C3の充
電もしくは放電を実行する出力トランジスタをバイポー
ラ・トランジスタによりて構成することにより、MO8
FETと比較してバイポーラ・トランジスタは小さな素
子寸法でもその出力抵抗が小さくその電流増幅率が大き
く、大きな充電、電流もしくは放電電流が得られるとい
う作用により、入力レベル変換器の伝播遅延時間および
その出力容量依存性を小さくすることができる。
(1) By configuring the output transistor that charges or discharges the output capacitor C3 of the input level converter 201 with a bipolar transistor, MO8
Compared to a FET, a bipolar transistor has a small output resistance and a large current amplification factor even with a small element size, so that a large charging, current or discharging current can be obtained, which reduces the propagation delay time of the input level converter and its output. Capacity dependence can be reduced.

(2)入力レベル変換器201VCおいては、飽和領域
に駆動されるバイポーラ・トランジスタのペースとコレ
クタとの間に岐多数キャリア動作を実行するシ冒ットキ
・バリア・ダイオードが接続されているtめ、コレクタ
層からペース層中への少数キャリアの注入を低減できる
念め、その蓄積時間を小さくすることができる。
(2) In the input level converter 201VC, a Schottky barrier diode is connected between the base and the collector of the bipolar transistor driven into the saturation region to perform a multiplicity carrier operation. Since injection of minority carriers from the collector layer into the paste layer can be reduced, the accumulation time can be reduced.

(3)  好ましい実施例による入力レベル変換器20
1においては、高入力インピーダンスおよび電圧増幅機
能を有するMOSバッファを介して駆動トランジスタQ
tのペース信号又はコレクタ信号が充電用バイポーラ出
力トランジスタQ8のペースに伝達することにより、こ
のMO8バッファの高入力インピーダンスおよび電圧増
幅機能の作用により、出力トランジスタQ、の動作速度
が向上される。
(3) Input level converter 20 according to a preferred embodiment
1, the drive transistor Q is connected via a MOS buffer with high input impedance and voltage amplification function.
By transmitting the pace signal or collector signal of t to the pace of the charging bipolar output transistor Q8, the operating speed of the output transistor Q is improved due to the high input impedance and voltage amplification function of this MO8 buffer.

(4)好ましい実施例による入力レベル変換器201に
おいては、入力端子IN、と駆動トランジスタQ、との
間にはPNPエミッタ・7オロワψトランジスタQ、と
PN接合ダイオードD4とを接続することにより、入力
レベル変換器201の入力スレ、シュホールド電圧を適
正に設定できるばかりでな(、PNP)ランジスタQ、
の電流増幅作用によpそのペースにおける入力インピー
ダンスが向上するため、入力端子INIK接続されるT
TLレベルの信号源の出力インく−ダンスの影響を低減
することができる。
(4) In the input level converter 201 according to the preferred embodiment, a PNP emitter/7-rower ψ transistor Q and a PN junction diode D4 are connected between the input terminal IN and the drive transistor Q. Not only can the input level converter 201 input level converter 201 and hold voltage be set appropriately, but also the (PNP) transistor Q,
Since the input impedance at that pace improves due to the current amplification effect of P, the T connected to the input terminal INIK
The influence of the output intensity of the TL level signal source can be reduced.

(5)出力レベル変換器221の出力負荷容量Cxの充
電もしくは放電を実行する出力トランジスタをバイポー
ラ・トランジスタによって構成することにより、M08
FE’l’と比較してバイボー2・トランジスタは小さ
な素子寸法でもその出力抵抗が小さくその電流増幅率が
大きく、大きな充電電流もしくは放電電流が得られると
いう作用により、出力レベル変換器の伝播遅延時間およ
びその出力容量依存性を小さくすることができる。
(5) By configuring the output transistor that charges or discharges the output load capacitance Cx of the output level converter 221 with a bipolar transistor,
Compared to FE'l', the Bibo2 transistor has a small output resistance and a large current amplification factor even though the element size is small, and a large charging current or discharging current can be obtained, which reduces the propagation delay time of the output level converter. And its dependence on output capacitance can be reduced.

(6)  出力レベル変換器221においては、・飽和
領域に駆動されるバイポーラ・トランジスタのペースと
コレクタとの間には多数キャリア動作を実行するシ菅ッ
トキ・バリア・ダイオードが接続されているため、コレ
クタ層からペース層中への少数キャリアの注入を低減で
きるため、その蓄積時間を小さくすることができる。
(6) In the output level converter 221, a barrier diode that performs majority carrier operation is connected between the base and collector of the bipolar transistor driven into the saturation region; Since the injection of minority carriers from the collector layer into the paste layer can be reduced, the accumulation time can be reduced.

(7)好ましい実施例による出力レベル変換器221に
おいては、内部論理ブロック21の出力と駆動トランジ
スタQ8.のペースとの間には高入力インピーダンスM
O8回路を接続するととKよジ、このMO8回路のMO
81i’ETのゲートから内部論理ブロック21の出力
に流入する電流を無視できるレベルまで低減することが
できるため、内部論理ブロック21の出力回路の集積密
度の低下およびスイッチング速度の低下を防止すること
ができる0 (8)好ましい実施例による出力レベル変換器221に
おいては、高入力インピーダンスMO8回路に内部論理
ブロック21の複数の出力信号を論理処理する機能をも
たせることKより、マスタースライス方式又はゲートア
レイ方式の論理用半導体集積回路装置ICの設計の自由
度を向上することができる。
(7) In the output level converter 221 according to the preferred embodiment, the output of the internal logic block 21 and the drive transistor Q8. There is a high input impedance between the pace of M
When the O8 circuit is connected, the MO of this MO8 circuit is
Since the current flowing from the gate of the 81i'ET to the output of the internal logic block 21 can be reduced to a negligible level, it is possible to prevent a decrease in the integration density and a decrease in the switching speed of the output circuit of the internal logic block 21. (8) In the output level converter 221 according to the preferred embodiment, the high input impedance MO8 circuit is provided with a function of logically processing a plurality of output signals of the internal logic block 21, so that the output level converter 221 can be implemented using a master slice method or a gate array method. The degree of freedom in designing the logic semiconductor integrated circuit device IC can be improved.

(9)好ましい実施例による出力レベル変換器221に
おいてFi、イネーブル信号ENVCよって出力端子O
UT、を70−ティング状態に制御するための制御回路
が配置されているため、この出力端子0UT1と他の論
理回路の出力端子とが共通接続され九場合に1この共通
出力端子のレベルを他の論理回路の出力によって設定す
°ることができる。
(9) In the output level converter 221 according to the preferred embodiment, Fi is set to the output terminal O by the enable signal ENVC.
Since a control circuit is arranged to control the UT to a 70-setting state, this output terminal 0UT1 and the output terminals of other logic circuits are commonly connected, and in the case of 1, the level of this common output terminal is changed to another. It can be set by the output of the logic circuit.

α1 好ましい実施例によれば、純CMOS回路又−は
準CMOS回路によって構成することによりその消費電
力が低減され念内部論理ブロック21を半導体チップ表
面の中央部に配置し、複数のバイボーク・トランジスタ
を含みその消費電力の大きな入力レベル変換器201・
・・・・・と出力レベル変換器221とを半導体チップ
表面の周辺部に配置することにより、熱放散が容易とな
りたため、論理用半導体集積回路装置工C′I&:放電
フィン・レス構造としてのコストを低減することができ
た。
α1 According to a preferred embodiment, the power consumption is reduced by constructing it with a pure CMOS circuit or a quasi-CMOS circuit, and the internal logic block 21 is placed in the center of the semiconductor chip surface, and a plurality of bivok transistors are arranged. Input level converter 201 with large power consumption
... and the output level converter 221 on the periphery of the semiconductor chip surface, heat dissipation is facilitated. We were able to reduce costs.

αυ 好ましい実施例によれば、論理用半導体集積回路
装置ICを樹脂封止構造としたため、そのコストを低減
することができた。
αυ According to the preferred embodiment, since the logic semiconductor integrated circuit device IC has a resin-sealed structure, its cost can be reduced.

(の 一方、入力レベル変換器201の入力端子IN、
はMOSFETのゲートに印加されるのではなくシ璽ッ
トキ・バリア・ダイオードD、のカソードもしくはPN
PトランジスタQ、のペースに印加されているため、入
力端子IN、に印加されるサージ電圧に対する破壊強度
を向上することができた。
(On the other hand, the input terminal IN of the input level converter 201,
is not applied to the gate of the MOSFET, but rather to the cathode of the switch barrier diode D, or PN
Since the voltage is applied to the pace of the P transistor Q, it is possible to improve the breakdown strength against the surge voltage applied to the input terminal IN.

以上本発明者によづてなされ九発明を実施例にもとづき
具体的に説明し念が、本発明の上記*施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない。
Although the nine inventions made by the present inventors have been specifically explained based on Examples, the present invention is not limited to the above-mentioned Examples and does not depart from the gist thereof.

例えば、第6図においては、入力バッファ20のレベル
変換器201.202・・・・・・2OnはECL−0
M08レベル変換t−実行し、出力バッ7ア22のレベ
ル変換器221.222・・・・・・22mは0MO8
−ECLレベル変換を実行するように構成することも可
能である。このためKは、入力バッファ20.内部論理
ブロック21.出力バッファ22をグランドレベルと負
の電源醒圧−V■で動作させれば良いことけ首うまでも
ない。さらに同様に、第6図においては、入力バッファ
20のレベル変換器201 、202−・・・20nt
:t i” L −0MO8レベル変換を実行し、出力
バッファ22のレベル変換器221 、222””22
mViCMOS−i”Lレベル変換を実行するように構
成することも可能である。
For example, in FIG. 6, the level converters 201, 202...2On of the input buffer 20 are ECL-0
M08 level conversion t- executed, level converter 221,222...22m of output buffer 72 is 0MO8
- It can also be configured to perform ECL level conversion. Therefore, K is input buffer 20. Internal logic block 21. It goes without saying that it is sufficient to operate the output buffer 22 at the ground level and the negative power supply voltage -V. Similarly, in FIG. 6, the level converters 201, 202-...20nt of the input buffer 20
:t i" L -0 MO8 level conversion is executed, and level converters 221, 222""22 of the output buffer 22
It is also possible to configure it to perform mViCMOS-i''L level conversion.

さらに、第14図乃至第21図、第23図乃至第26図
、第29図乃至第30図の実施例において、第31図の
PNP・エミッタ・7オロワ・トランジスタQ、、PN
接合ダイオードD!を付加しても良い。
Furthermore, in the embodiments shown in FIGS. 14 to 21, 23 to 26, and 29 to 30, the PNP emitter 7 lower transistor Q, PN
Junction diode D! may be added.

を危、MOIPETの比W/Lの分毎りを3としている
のは、MO8F’ETのチャンネル長りを3μmとして
いるためであり、現在ホトリングラフイーの改良により
このチャンネル長りは2μm。
The reason why the ratio W/L of MOIPET is set to 3 per minute is because the channel length of MO8F'ET is 3 μm, and currently, due to improvements in photorinography, this channel length is 2 μm.

1.5μmさらK I Am以下に微細化が進め・られ
、これに対応して比W/Lの分毎りは小さくなるであろ
う。
As miniaturization progresses to 1.5 μm and below K I Am, the ratio W/L will decrease correspondingly.

着た、この微細化に伴りてバイポーラ・トランジスタの
素子寸法の縮小化を進められ、回路内の抵抗の抵抗値の
変更も生じるであろう。
Along with this miniaturization, the device dimensions of bipolar transistors will continue to be reduced, and the resistance values of resistors in the circuit will also change.

fた封止樹脂301よpの多数のリードL、・・・L6
4の取り出し方法も第39図の実施例に限定されない。
A large number of leads L, . . . L6 of the sealing resin 301 and
The method of taking out No. 4 is also not limited to the embodiment shown in FIG. 39.

封止樹脂301の外形を長方形ではなくほぼ正四角形と
し、全4辺から多数のリードL1・・・L、4を取り出
す方が、リードフレームLTと回路装置ICの小型化に
適切でToD、プリント基板上での実装密度が向上され
る。
Making the outer shape of the sealing resin 301 almost square rather than rectangular and taking out a large number of leads L1...L, 4 from all four sides is more appropriate for downsizing the lead frame LT and circuit device IC, and is suitable for ToD and printing. The packaging density on the board is improved.

[利用分野] 以上の説明では主として本発明者によってなさ九九発明
を論理用半導体集積回路装置に適用した場合について説
明したが、それに限定されるものではない。
[Field of Application] In the above description, the invention made by the present inventor was mainly applied to a logic semiconductor integrated circuit device, but the present invention is not limited thereto.

例えは、半導体チップ上には入力バッファ20゜内部論
理ブロック21.出力バッファ22だけではなく、必賛
に応じてバイポーラ・アナログ回路。
For example, on a semiconductor chip there is an input buffer 20° and an internal logic block 21. Output buffer 22 as well as bipolar analog circuitry as required.

MOS・アナログ回路、Pチャンネル八108・ロジッ
ク、NチャンネルMO8・ロジック、1!L回。
MOS/analog circuit, P channel 8/108/logic, N channel MO8/logic, 1! L times.

路、ECL回路のいずれかが半導体チップ上に配置され
ることも可能であることは言うまでもない。
It goes without saying that either the ECL circuit or the ECL circuit can be arranged on a semiconductor chip.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に先立って本願発明者によって検討され
念ところの論理用半導体集積回路装置ICのブロック図
を示し、 第2因は本発明に先立りて本願発明者によって検討され
た入力バッファの回路図を示し、第3図は第2図の入力
バッファの伝播遅延時間の出力容量依存性を示し、 第4図は本発明に先立りて本願発明者によって検討され
た出力バッファの回路図を示し、第5図は第4図の出力
バッファの伝播遅延時間の出力負荷容量依存性を示し、 i6図は本発明の*施例による論理用半導体集積回路装
置のブロック図を示し、 第7図と第8図とは第6図の回路装置の0MO8−NA
NDゲート211の回路例を示し、第9図と第10図と
は第6図の回路装置c st 。 S、NORゲート211の回路例を示し、第11図と第
12図とは第6・図の回路装置の内部論理ブロック21
内の0MO8・几−Sクリップ・フロックの回路例を示
し、 第13図は第6図の回路装置の内部論理ブロック21内
の0MO8・ゲーテイド几−Sフリ、プ・フロップの回
路例を示し、 第14図乃至第31図は本発明の!11!施例による入
力バッファ20のレベル変換器201の梳々の回路図を
示し、 第32図乃至第34図および第36図は本発明の実施例
による出力バッファ21のレベル変換器2210種々の
回路図を示し、 第35図は第1と第2の伝播遅延時間1PHL。 tpt+uを定義する友めの入出力の波形図を示し、第
37図は本発明の実施例による論理用半導体集積回路装
置の半導体チップ表面における各回路ブロックのレイア
ウトを示し、 第38図は本発明の実施例による論理用半導体集積回路
装置の半導体チップのリードフレームL。 のタブリードLTへの接続およびボンディングワイアの
接続の状態を示す構造図を示し、第39図は本発明の実
施例による回路装置の樹脂封止後の完成図を示し、 第40図は本発明の実施例による回路装置と他の回路装
置とをプリント基板に実装するととKよす構成されt電
子システムのブロックダイアグラムを示している。 てD− 第 図 第 図 第 ■ 図 第 図 第 16図 第 図 正 第 図 第 T 図 第 ■ 図 zO/ 第 20図 第 図 第22 図 第23 図 第24 図 第25 図 第32 図 第 図 第 26図 第 27 図 第 図 第 図 第30 図 第 図 第 34図 第 図 第 図 第37 図 第 図 第 40図
FIG. 1 shows a block diagram of a logic semiconductor integrated circuit device IC that was studied by the inventor of the present invention prior to the present invention. 3 shows the output capacitance dependence of the propagation delay time of the input buffer shown in FIG. 2, and FIG. 5 shows the dependence of the propagation delay time of the output buffer in FIG. 4 on the output load capacitance; FIG. Figures 7 and 8 are 0MO8-NA of the circuit device in Figure 6.
A circuit example of the ND gate 211 is shown, and FIGS. 9 and 10 are the circuit device c st of FIG. 6. 11 and 12 show an example of the circuit of the S, NOR gate 211, and FIG. 11 and FIG.
FIG. 13 shows a circuit example of the 0MO8 gated S clip-flop in the internal logic block 21 of the circuit device of FIG. FIGS. 14 to 31 show the features of the present invention! 11! 32 to 34 and 36 are various circuit diagrams of the level converter 2210 of the output buffer 21 according to the embodiments of the present invention. FIG. 35 shows the first and second propagation delay times of 1 PHL. FIG. 37 shows the layout of each circuit block on the surface of the semiconductor chip of the logic semiconductor integrated circuit device according to the embodiment of the present invention, and FIG. A lead frame L of a semiconductor chip of a logic semiconductor integrated circuit device according to the embodiment. 39 shows a completed diagram of the circuit device according to the embodiment of the present invention after resin sealing, and FIG. 40 shows the state of connection of the circuit device to the tab lead LT and the bonding wire. 1 shows a block diagram of an electronic system configured by mounting the circuit device according to the embodiment and other circuit devices on a printed circuit board. D- Figure Figure ■ Figure Figure Figure 16 Figure Right Figure Figure T Figure ■ Figure zO/ Figure 20 Figure 22 Figure 23 Figure 24 Figure 25 Figure 32 Figure Figure Figure 26 Figure 27 Figure Figure 30 Figure Figure 34 Figure Figure 37 Figure Figure 40

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、少なくともCMOS回路を含む論理ゲート回路を複
数有する内部論理ブロックと、上記内部論理ブロックの
入力を駆動するためのバイポーラトランジスタを含む入
力回路とを具備してなる半導体集積回路装置であって、
上記複数の論理ゲート回路相互間はゲートアレイ手法に
よつて接続されてなることを特徴とする半導体集積回路
装置。 2、少なくともCMOS回路を含む論理ゲート回路を複
数有する内部論理ブロックと、バイポーラトランジスタ
を含み上記内部論理ブロックの出力を受ける出力回路と
を具備してなる半導体集積回路装置であって、上記複数
の論理ゲート回路相互間はゲートアレイ手法によつて接
続されてなることを特徴とする半導体集積回路装置。 3、少なくともCMOS回路を含む論理ゲート回路を複
数有する内部論理ブロックと、上記内部論理ブロックの
入力を駆動するためのバイポーラトランジスタを含む入
力回路と、バイポーラトランジスタを含み上記内部論理
ブロックの出力を受ける出力回路とを具備してなる半導
体集積回路装置であって、上記複数の論理ゲート回路相
互間はゲートアレイ手法によつて接続されてなることを
特徴とする半導体集積回路装置。
[Claims] 1. A semiconductor integrated circuit comprising an internal logic block having a plurality of logic gate circuits including at least a CMOS circuit, and an input circuit including a bipolar transistor for driving the input of the internal logic block. A device,
A semiconductor integrated circuit device characterized in that the plurality of logic gate circuits are connected to each other by a gate array method. 2. A semiconductor integrated circuit device comprising an internal logic block having a plurality of logic gate circuits including at least a CMOS circuit, and an output circuit including a bipolar transistor and receiving an output of the internal logic block, the semiconductor integrated circuit device comprising: A semiconductor integrated circuit device characterized in that gate circuits are connected to each other by a gate array method. 3. An internal logic block having a plurality of logic gate circuits including at least a CMOS circuit, an input circuit including a bipolar transistor for driving the input of the internal logic block, and an output including the bipolar transistor and receiving the output of the internal logic block. 1. A semiconductor integrated circuit device comprising a circuit, wherein the plurality of logic gate circuits are connected to each other by a gate array method.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55147009A (en) * 1979-04-27 1980-11-15 Nat Semiconductor Corp Wide band cmos class *a* amplifier
JPS57211248A (en) * 1981-06-22 1982-12-25 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device

Patent Citations (2)

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